高鐵與南科園區同為政府為使南北均衡發展之重要政策，但高鐵列車經過所造成的振動卻成為南科園區內高科技廠房的困擾。目前南科園區對於列車振動之研究已有相當成果，但對園區內列車引致的振動衰減情形尚無太多現地試驗的驗證結果，本研究即以此方向為目標，施做現地試驗，以了解南科園區內列車引致的振動衰減特性。
本文主要針對Bornitz以及中野有朋衰減模式做不同條件下的分析，求取衰減係數α值後，作ㄧ系列的分析比較，以期許能客觀的呈現園區內列車振動衰減情形，甚至嘗試歸納出簡便的衰減係數經驗公式，以供需要者使用。在分析過程中發現，當使用Bornitz以及中野有朋衰減模式套用於現地分析會出現α值多不合理負値的問題。但經由上述兩衰減模式配合Edwards和Northwood衰減模式的方法重新分析後，結果顯示可大大改善α值不合理的情況。

Both high-speed rail (HSR) and Southern Taiwan Science Industrial Park (STSIP) are major key-points of balancing the development in southern and northern Taiwan. Vibrations induced by passing HSR are a serious care by STSIP. Although vibration measurements for various selected points have been done by STSIP, there are still lacks of enough in-site measurement data related to the attenuation of vibration in STSIP. The main purpose of this study is to perform the in-situ the attenuation measurements of vibration induced by HSR. The attenuation characteristics in STSIP are also discussed in this study.
Two models, which are Bornitz and Nakano Aritomo attenuation model, are used to analyze the measuring data under several conditions to obtain the attenuation coefficient. The results obtained from these two models are also compared in this study. A simple empirical equation for attenuation coefficient is reduced. The results show that negative attenuation coefficients are observed when using Bornitz and Nakano Aritomo attenuation model only. However, this situation can be improved by using this two models with Edwards and Northwood attenuation model.

參考文獻

1.ANSI S1.11-1986(ASA 65-1986), “Specifications for octave-band and fractional-octave-band analog and digital filters,” Acoustical Society of America, N. Y., 1993.
2.Athanasopoulos, G.A., Pelekis, P.C., and Anagnostopoulos, G.A., “Effect of soil stiffness in the attenuation of rayleigh-wave motions from field measurements,” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 19, pp. 277-288, 2000.
3.Athanasopoulos, G.A., Pelekis, P.C., “Ground vibrations from sheetpile driving in urban environment: measurements, analysis and effects on buildings and occupants,” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 19, pp. 371-387, 2000.
4.Bachmann, H., and Ammann, W., “Vibrations in structures induced by man and machines,” Structural Engry. Documents, IABSE, 1987.
5.Bornitz, G., Über die Ausbreitung der von Groszkolben-maschinen erzeugten Bodenschwingungen in die Tiefe, J. Springer, Berlin (1931).
6.British Standards Institution, B 6841: Measurement and Evaluation of Human Exposure to Whole-Body Mechanical Vibration and Repeated Shock, 1987.
7.British Standards Institution, BS 6472: British Standard Guide to Evaluation of Human Exposure to Vibration in Buildings (1Hz to 80 Hz), 1984.
8.Buzdgan, G., Mihailescu, E., and Rades, M., Vibration Measurement, Martinus Nijhoff Publishers, Romania, 347p, 1986.
9.Das, B. M, Principles of Soil Dynamics, PWS-KENT, Boston, 1993.
10.Dowding, C.H., Construction Vibrations, Prentice Hall International Limited, London, 1996.
11.Edwards, A.T. and Northwood, T.D., “Experimental studies of the effects of blasting on structures,” The Engineer, Vol. 210, 1960.
12.Ewing, W. M. and Jardetzky, W.S., Elastic Waves in Layered Media, McGraw-Hill Book Co., New York, 380p., 1957.
13.German Inst. For Standards, DIN 4150: Vibrations in Civil Engineering－Part2: Effects on People in Buildings (in German), Sept., 1975.
14.German Inst. For Standards, DIN 4150: Vibrations in civil engineering－Part3: Effects on structures (in German), Draft, March 1983.
15.Gierke H.E. von, and Goldman D.E., “Effects of transient vibrations,” in: Shock and Vibration Handbook, (Eds. Harris, C.M. and Crede, C.E.), 2nd ed., McGraw Hill Int., New York, 1976.
16.Gordon, C.G., “Generic criteria for vibration sensitive equipment,” SPIE, Vol. 1619, pp. 71-75, 1991.
17.Gutowski, T.G. and Dym, C.L., “Propagation of ground vibration: a review,” Journal of Sound and Vibration, Vol. 49, No. 2, pp. 179-193, 1976.
18.Hall, J. R., Jr., and Richart, F. E., Jr., “Dissipation of elastic wave energy in granular soils,” Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Vol. 89, No. SM6, pp. 27-56, 1963.
19.Heckl, M., Hauck, G., Wettschureck, R., “Structure-borne sound and vibration from rail traffic,” Journal of Sound and Vibration, Vol. 193, No. 1, pp. 175-184, 1996.
20.Int. Standard Organization, ISO 2631: “Guide for the evaluation of human exposure to whole-body vibration,” ISO Standards Handbook 4: Acoustics, Vibration and Shock, 1st ed., ISO secretariat, Geneva (Switz.), pp. 493-507, 1980.
21.Jouanna, P., Mabssout, M., and Abellan, M.A., “Thermal signature of in situ soil damping under severe seismic actions,” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 19, pp. 55-64, 2000.
22.Japanese Industrial Standard, JIS 28735: Methods of Measurement for Vibration Level, 1981.
23.Japanese Industrial Standard, JIS C1510: Vibration Level Meters (1995).
24.Kim, D.S., and Lee, J.S., “Propagation and attenuation characteristics of various ground vibrations,” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 19, pp. 115-126, 2000.
25.Kramer, S.L., Geotechnical Earthquake Engineering, Prentice-Hall, Upper Saddle River, N.J., 1996.
26.Miller, G.F. and Pursey, H., “On the partition of energy between elastic waves in a semi-infinite solid,” Proc. Royal Society, A233, pp. 55-69, 1955.
27.McConnell, K.G., Vibration Testing: Theory and Practice, John Wiley and Sons, Inc., New York, 600p., 1995.
28.Meade, M.L., and Dillon, C.R., Signals and Systems, Chapman & Hall, London, 1991.
29.Nelson, P., “On deterministic developments of traffic stream models,” Transportation Research Part B: Methodological, Vol. 29B, No. 4, pp. 297-302, 1995.
30.Raab A., and Widmer R., “Effects of vibrations on buildings-reference values in various countries (in German),” J. SIA (Schweizer Ingenieur und Architekt), Vol. 98, No. 4, pp. 45-48, 1980.
31.Richart, F.E., Jr., Woods, R. D. and Hall, J.R., Jr., Vibrations of Soils and Foundations, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J., 1970.
32.Smith, J.D., Vibration Measurement and Analysis, Butterworths, London, p1669., 1989.
33.Steams, S.D., and David, R.A., Signal Processing Algorithms, Prentice- Hall Inc., Englewood Cliffs, N.J., 1988.
34.Theissen, J.R. and Wood, W.C., “Vibration in structures adjacent to pile driving,” Dames and Moore Engineering Bulletin, Number Sixty, 1982.
35.Ungar, E.E., and White, R.W., “Footfall-induced vibrations of floors supporting sensitive equipment,” Journal of Sound and Vibration, Vol. 13, No. 10, pp. 10-13., 1979.
36.Wiss, F., and Parmelee, R.A., “Human perception of transient vibrations,” J. Struct. Div., ASCE, Vol. 100, ST 4, pp.773-787 (1974).
37.Wiss, J.F., “Damage effects of pile-driving vibrations,” Highway Research Records, Vol. 155, pp. 14-20, 1967.
38.Woods, R.D., “Screening of surface waves in soil,” J. Soil Mech. and Found. Engrg., ASCE, Vol. 94, SM4, pp. 951-979, 1968.
39.Woods, R.D. and Jedele, L.P., “Energy attenuation from construction vibrations,” In: Gazetas G. and Selig ET. editors, Vibration Problems in Geotechnical Engineering, Special Publication of ASCE, pp. 229-246, 1985.
40.中鼎工程股份有限公司，「南科振動影響評估及對策研擬工作第一階段工作成果報告」，台灣高鐵計畫，1999。
41.中鼎工程股份有限公司，台灣高鐵計畫，南科振動影響評估及對策研擬工作第一階段工作成果報告(全三冊)，民國88年4月。
42.木村翔，軌道上方建築物固體噪音之控制，第20屆中日工程技術研討會公共工程組(10-2)，高速鐵路行車引致軌道振動之問題論文集，pp. 1-50，1999。
43.朱聖浩，「南科工址高鐵行車振動模擬及電子廠房減振對策」，工程科技通訊第七十三期，第53-58頁，2004。
44.王藝明，「捷運木柵線交通振動特性之研究」，碩士論文，國立交通大學交通運輸研究所，1998。
45.江島淳，「地盤振動的對策」，日文本，古井書店，第240頁，1979。
46.行政院環保署，環境振動量測與管制技術之建立，報告編號：EPA-87-E3L1-03-03，民國87年6月。
47.何有忠，高鐵振動、噪音對半導體晶圓廠影響研究，國科會87年度科技行政研究發展報告，民國87年6月。
48.何有忠，高鐵微振動對半導體晶圓廠影響之現地量測與分析研究，國科會88年度科技行政研究發展報告，民國88年6月。
49.町田富士夫, Dynamic response of concrete railway bridges, Japan ，2000。
50.科學園區振動標準工作小組歷次會議記錄，民國87年8月~民國88年6月。
51.倪勝火，電腦輔助大地工程試驗法與分析，先進出版社，第517頁，1992。
52.倪勝火，莊明仁，鍾啟泰，「台南科學園區背景及相關振源量測與分析」，第20屆中日工程技術研討會公共工程組（10-2），高速鐵路行車引致軌道振動之問題論文集，第113-129頁，1999。
53.倪勝火，莊明仁，鍾啟泰，台南科學園區背景及相關振源量測與分析，第20屆中日工程技術研討會公共工程組(10-2)，高速鐵路行車引致軌道振動之問題論文集，第13-129頁，1999。
54.倪勝火，槽溝對震波阻隔效應之實驗研究(Ｉ)：背景及相關震源之振動量測 與調查分析，國科會研究報告NSC87-2622-E006-013，民國88年7月。
55.倪勝火，台南科學園區台積六廠廠房微震動量測報告，民國88年7月。
56.倪勝火、黃忠信，台南科學園區環境微震監測系統佈設計畫期末報告書，民國89年11月。
57.倪勝火，續辦台南園區環境微震監測系統佈設計畫期末報告書，民國90年11月。
58.倪勝火，高速鐵路振動量測暨台南科學園區路段環境微振監測站建置之研究期中報告，民國94年8月。
59.鍾天欣，「南部科學園區環境振動之研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，2004。
60.郭景琳，「路竹南科土曾振動衰減特性與阻尼比評估之試驗研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，2004。
61.遊旻達，「高鐵列車在南科園區引致動之影響研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，2006。
62.朱聖浩，倪勝火，「捷運振動對路竹基地之影響及防治策略研究」，南部科學工業園區管理局，2003。
63.沈怡君，顏彬任，倪勝火，「高速鐵路引致地盤振動之地工防治對策探討」，地工技術，第88期，第15-22頁，2001。
64.林建儀，「振動衰減模式與振波阻隔效應之實驗研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，2001。
65.倪勝火，朱聖浩，「台北捷運木柵（內湖延伸）線145標-沿線振動量測及影響評估分析期末報告」，財團法人成大研究發展基金會，台南，第160頁，2002。
66.倪勝火，「捷運系統引致振動傳遞衰減之現地量測與分析」，台南科學工業園區開發籌備處，2002。
67.倪勝火，朱聖浩，「高雄都會區大眾捷運系統岡山路竹延伸線對路竹科園之振動影響評估」，財團法人中華顧問工程司，2004。
68.陳正興，朱惠君，「南科園區地盤振動衰減參數之量測」，南部科學園區振動防治策略研討會論文集，台南，第151-170頁，2000。
69.陳正興，朱惠君等，「南科園區地盤振動試驗與土壤阻尼之評估」，國家地震中心，2001。
70.陳正興，李洋傑，朱惠君，「南科園區橋樑基礎實體模型強迫振動試驗報告」，國家地震中心，2002。
71.陳憲儀，「含水膜包對振波阻隔效應之試驗研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，2003。
72.黃俊鴻，「打樁震動對鄰近結構物影響之研究」，研究計畫期中報告，委託單位：榮民工程股份有限公司，執行單位：國立中央大學土木工程學系，2000。
73.曾祥岳，「捷運列車引致振動之衰減模式之分析」，碩士輪文，國立成功大學土木工程研究所，2003。
74.楊永斌等，「高速列車所引致之土壤振動分析」，中興工程顧問社，台北，1995。
75.楊智幃，「捷運列車引致土層振動與衰減特性之研究」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，2002。