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研究計畫 (加勁動態監測研究中心)

計畫起源及歷史沿革

國立宜蘭大學土木工程學系趙紹錚教授為有效推動我國動態加勁邊坡之研究與發展,於2013年在國立宜蘭大學校園內成立加勁邊坡動態監測研究中心,其設立之目的為建置地震接收模擬試驗室,專門全年無休地接收處理架設於加勁邊坡及本校區內特定結構物上的地震監測儀所記錄地震時的地震頻率及相關數據,為了能夠比模擬更準確了解實際加勁邊坡受到地震災害時所產生之效應,此研究選定校區內多為山坡地的佛光大學作為動態邊坡監測之研究所在地,建置一座總高30.5米,共三階層之加勁邊坡。

  佛光大學於民國97年9月14日辛樂克颱風從宜蘭登陸,造成其校區西南隅香雲居大樓(教職員宿舍)之西南側邊坡,因野溪暴漲沖刷導致發生崩塌災害,同年9月28日受薔蜜颱風影響更將災情擴大。為保障教職員之安全,佛光大學即緊急進行災害修復並訂定緊急防災計畫及執行邊坡修復工程,以保障香雲居大樓之安全。而地震監測系統即設置在此次緊急防災計畫執行施做之加勁邊坡上,採用大比例實際尺寸試驗方式,使模擬分析更能有效應證。

■1989年行政院核定籌建地震工程研究中心計畫

■1992年國家地震工程研究中心與國立宜蘭農工專校簽約,無償使用其校地設置宜蘭現地實驗園區

■1999年921大地震各區災害頻傳,啟發成立動態加勁研究中心之念頭

■2002年構築宜大砂土加勁擋土牆即宜大黏土加勁擋土牆進行一連串分析

■2003年與堅尼士公司建立起合作關係,專注於邊坡穩定軟體模擬分析

■2008年對宜蘭縣境內相關山坡地開發應用加勁擋土工法進行實例探討

■2009年軟體分析運用以趨嫻熟

■2011年佛光加勁牆興建完成,地震監測系統於同年7月啟動

■2013年「加勁邊坡動態監測研究中心」正式成立

■2013年加勁邊坡動態監測研究中心網站啟用

■2015年加勁邊坡動態監測研究結束

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任務

加勁邊坡動態監測研究中心設立之宗旨為收集國內所有與動態加勁邊坡有關之文獻與數據,從事大地地震工程之基本研究和應用,從理論模擬分析及現地邊坡監測方面解決國內大加勁邊坡領域內遭遇地震所面臨之加勁邊坡穩定問題,並提供監測模擬結果給予設計者作為設計邊坡時之考量。

整體研究範圍可歸納為以下幾項:

1. 加勁邊坡研獻之收集、整合

2. 佛光大學動態加勁邊坡地震監控、傾斜管監測、地下水位監測

3. 運用極限平衡法、有限元素法等軟體模擬分析與現地資料比對

4. 藉由模擬、監測建立一套系統識別機制,以了解邊坡內部之加勁材是否損壞

  

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監測儀器設備

地震來臨時可立即對於當下地震所偵測到的P波,估計之後到達地S波振動程度,因為往往地震災害都是有較大振幅及能量地S波所造成的。因此本團隊在佛光大學加勁邊坡三層每層架設一台Palert地震P波感測儀能夠比數值模擬更準確地了解實際加勁邊坡受到地震災害時所產生之效應並對於所監測到的數據進行探討。

近期國內已將Palert佈設在台灣地震頻繁的區域,在地震發生時利用震央附近的Palert偵測到地震P波,經由計算P波後,如果後續S波與主震波達到危害等級,便會使用網路與監控軟體進行連線,將地震預警信號傳送到各地的Palert。再根據各地距離震央的位置遠近,利用偵測到地P波計算並預測出最大震央,以及對災害會產生較大影響S波所到達的剩餘時間倒數,供民眾做出最適當的防災措施。

Palert內建即時時鐘(RTC)並提供NTP網路校時功能,可自動串流輸出資料到二部伺服主機以作為地震速報EEW之端末機;可即時顯示中央氣象局(台灣)頒佈之七級地震震度,並可記錄最近一筆地震事件之正確發生時間、地震之最大震度、三軸合成向量加速度、瞬時三軸向最大加速度等;另透過PC Utility可記錄地震波形與提供地震語音警示。

Palert地震感測儀

 

Palert地震P波感測儀與監控軟體連線後畫面進行說明,Palert的震動波型驅勢圖顯示出來如圖1所示,介面中的Realtime功能可顯示三軸向加速度及Pd值,右方可設定趨勢圖刻度範圍(加速度、Pd及時值)、顯示地震資料(PC時間、連線Palert IP、地震發生時間、即時震度、最大震度、最大位移)、告警資訊、測試Alarm on/off狀態,可利用Record功能查詢所儲存的地震記錄檔,在list按鈕裡可查詢地震紀錄,可轉出為文字檔。

  

                            Palert的震動波型驅勢圖                                                                      儲存的地震記錄檔

地震紀錄文字檔

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現地參訪

2015.01.16 參訪狀況

  

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