彈性回彈理論
彈性回彈理論 (Elastic Rebound Theory)
國立臺灣大學土木工程所 曾美綺
是什麼造成地震?
目前,地震的真正原因仍未完全的掌握,但可以確定的是由地球內部的力量變動所造成。地殼內部的岩石受到極大外力之作用以致超過其強度而破裂,並使破裂兩側之岩層發生相對移動而釋放出巨大的能量,地表面隨之震動。此相對移動的破裂面就稱為「斷層」。但部分斷層深藏於地下,地表面上無法判識。[1]
地震的震度如何推估?(上)(How to Measure Earthquake Intensity)
臺灣防災產業協會秘書長暨財團法人中興工程顧問社防災科技研究中心副主任鄭錦桐
臺灣位於環太平洋地震帶,根據過去地震災害歷史資料統計顯示,臺灣大約30~40年會發生一次災害性地震。公共工程(例如:道路、捷運、橋梁、水庫大壩、核電廠)對地震評估技術要求十分嚴格,隨著國內外地質科學、地震科學與地震工程之研究進展,工程師不斷積極引進與研發最先進之地震評估技術。合理評估工址遭遇地震時的地振動特性,並進行地震危害度分析 (seismic hazard analysis) 獲得耐震係數。地震的震度推估,不僅為公共工程建設之重要課題,同時也是民眾與企業地震防災的重要基本知識。
地震的震度如何推估?(下)(How to Measure Earthquake Intensity)
臺灣防災產業協會秘書長暨財團法人中興工程顧問社防災科技研究中心副主任鄭錦桐
在「地震的震度如何推估?(上)」中,已介紹了地動預估式中二個重要因素:震源規模大小 (M) 及震波傳播路徑 (R),在本篇文章中,將介紹地動預估式中第三個重要因素:場址地盤特性 (S)。
三、場址地盤特性
場址基礎30公尺內淺層地層的平均剪力波速 (Vs),是影響地盤振動特性最關鍵的因素。剪力波速度低者,意即地盤較為軟弱,其地震波也較易於放大。一般而言,以Vs=760m/sec為分野,Vs小於760m/sec之場址,為軟弱地盤;反之,為堅硬地盤。台北盆地基本上是軟弱地盤,震波容易放大,再加上過去地震波觀測資料顯示,震波在盆地內的重複反射與折射後會將震波疊加,致使震波持續更久且再疊加放大,同時也使地震波於長週期的能量變多。
以1985/09/19墨西哥城大地震為例,地震規模大約8左右,震央位於外海350km遠,但是墨西哥盆地內的地震波放大最可高達8~50倍,而且明顯長週期的能量較多,造成約1.2萬人死亡,5萬人受傷,許多墨西哥城的高樓結構因為共振而倒塌(圖六)。所以比較位於台北盆地內與邊緣的地震測站,發現在距震源有同樣的距離下,往往盆地內軟弱地層上之地震測站所觀測的震度較大,震波之振幅可放大數倍,地震耐震設計上與地震防災上必須特別注意。
核能電廠面對意外事件的幾項法寶
國家地震工程研究中心專案研究助理賴姿妤、臺灣電力公司核能工程師洪國鈞
當核能電廠遇見地震
核能電廠發電主要利用核燃料分裂釋放出大量熱能,這些熱能將產生大量的水蒸汽,而這些高溫、高壓的水蒸汽推動蒸汽渦輪,透過電磁效應,使發電機產生電力,核能電廠因此而發電,如圖一所示。當地震來襲且強度超過一定等級時,反應爐會經由設計好的機制進行緊急停機應變,主要目標為抑制核燃料之連鎖反應並確保反應爐之冷卻。連鎖反應之抑制是藉由將控制棒(對中子具有強吸收力的材料,如碳化硼)插入反應爐中達成,此時,核燃料雖然停止連鎖反應,但燃料核分裂所產生的放射性同位素仍會繼續衰變並累積熱能,此時就需藉助各種移除熱能的安全系統來維持爐心的冷卻。
核電廠地震時有那些急停系統會運作?
核電廠建立時,電廠專家會將核電廠遭受地震時所可能發生的事故列於終期安全報告(Final Safety Analysis Report,FSAR)中,例如:電廠喪失來自廠外電力的狀況(稱為電廠全黑事件,Station Blackout (SBO))、電廠發生管路漏水的狀況(稱為喪失冷卻水事件,Loss of Coolant Accident (LOCA))…等等,並分析需要維持安全停機條件所需的系統或設備,這些維持安全停機、保護爐心不致損害的系統組成了「成功路徑」。以核一廠為例,強震發生後,電廠中之安全成功路徑需要在72小時內建立並維持穩定停機;其中,安全成功路徑主要由電廠內四大項安全系統組成,包含有反應度控制系統、反應器冷卻系統(壓力控制)、反應器冷卻系統(水位控制)與餘熱移除系統,其安全功能流程圖如圖二所示。
火環帶中的臺灣
臺灣大學土木工程系碩士生陳明毅
地震帶
地震是臺灣的重大天然災害之一,根據統計結果,全世界大多數地震發生在三條主要地震帶,分別為環太平洋地震帶、歐亞地震帶以及中洋脊地震帶,其中又以環太平洋地震帶所發生的地震最多,全世界有80%的地震跟60%的活火山就在環太平洋地震帶上。環太平洋地震帶(又稱火環帶,如圖1所示)是一個圍繞太平洋,全長約4萬公里,地震與火山爆發頻繁的地區,火環帶上有一連串海溝、列島與火山,板塊運動非常劇烈,而我們所居住的臺灣就位於火環帶上。
地震的傳說與成因
人類自古以來對於地震這種大自然界強大的力量有不同的想像,各地皆有千奇百怪的傳說。中國人認為地震是地牛翻身,日本人覺得是大鯰魚翻身,紐西蘭傳說地下住著一位女神,當女神發怒的時候,會揮動手腳,造成大地振動,於是便發生地震,美國人則認為地球支撐在一隻大烏龜上,當烏龜移動時就會產生地震。
兩個地震(Earthquake),究竟是誰先闖的禍?!
國立清水高級中學地球科學科周漢強老師/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯
2009年幾乎同時發生在東加-薩摩亞地區的兩個地震,引發了造成將近兩百人喪生的海嘯。對於兩個地震發生的先後順序,以及究竟是那個地震引發了 另一個地震,一直存有爭議。最近由Beavan et al.,以及Lay et al.,同時在自然期刊上發表了各自的結果,而兩者的結論正好相反!