2024年4月3日

遠見／地震時台北為何感覺晃得更嚴重？胡偉良：共振效應及「這項缺陷」加乘造成

文／胡偉良
 

台灣今(4/3)發生芮氏規模7.2地震，震央在花蓮，倘若地震發生在大台北，會導致什麼情況？
 

除了共振效應外，大台北地區的另一個重大地質缺陷是「土壤液化」。僅為情境圖，取自unsplash@ben_wong_31
 

因為台北是一個盆地，盆地邊緣為堅硬地盤，內部是鬆軟的沉積層，當地震波進入沉積盆地，能量遇到堅硬的岩層，便被反射並限制在盆地內來回震盪，延長震動持續時間（果涷效應）。
 

此外，鬆軟的沉積物像較無力的彈簧，所以當地震波傳入盆地時，鬆軟的土層還會將震波放大2至3倍，因此會感覺搖得比較久且晃動程度較明顯（場址效應）。此時若再遇上建築物的振動頻率與地震頻率一致，更將使建築物産生更大的搖動。
 

盆地效應所造成的地表震動週期為 1.2～1.6 秒。對盆地內樓高 12～16 層的大樓最容易產生共振效應。
 

除了共振效應外，大台北地區的另一個重大地質缺陷是：「土壤液化」。

土壤液化，指的是排列鬆散且孔隙多的砂質土壤受到地震激烈搖動後，土壤排列變成緊密，導致空隙內水壓升高，原本是固態的土壤變成液態，或變成粘稠的流質。
 

土壤液化一來會使土壤失去原來的承載能力，二來會使地震時的搖晃更加激烈（產生共振），使得震度加大。

因為土壤液化高潛勢區通常位於地表下 20 公尺以內範圍，因此，液化潛勢區的低矮房屋是很可能面臨「土壤液化」，導致房屋傾斜，甚至進而造成房屋倒塌，反之，有設置地下室的高樓則因已將靠近地表處較鬆軟的砂土挖除，加上連續壁的圍束，因此基礎下方發生土壤液化的風險較低。
 

地震導致的土壤液化會使建築結構下陷或傾斜，但一般樑柱等主要結構桿件並不會受損，非主結構如磚牆、一樓地坪及非結構樑柱則會龜裂破損。
 

 


除了共振效應外，大台北地區的另一個重大地質缺陷是「土壤液化」。僅為情境圖，取自unsplash@jimmyliao
 

根據中央研究院報告指出，台北市在 20 年內，發生規模 6 以上的地震機率有 93%。但是經調查後發現，台北市並沒有針對道路上的房屋做過耐震係數檢查，而在此 27 條道路上竟然有超過 107 棟屋齡超過 60 年以上房屋，很難確保在大地震發生時不會倒塌在道路上影響救援。

以民國 63 年以前所建的 4、5 層樓無電梯老公寓為例，除安全係數不足外（當時的法規根本沒有要求做地震力的考量），加上經過 40 年以上的歲月洗禮，混凝土都差不多粉碎了，加上騎樓的設計、頂樓加蓋（據目視觀察有頂樓加蓋的比率應該有 90% 以上），柱子、基礎都已呈現很脆弱的狀態，更可怕的是，這種房子在大台北地區，總數高達 10 幾萬棟！遇到地震來襲其結果真的是不堪設想。
 

大台北地區靠山的部分地質狀況較佳，反之，離山愈遠離河道愈近，地質狀況愈差。
 

像陽明山、新店等山區，地表震動週期 0.3～0.5 秒，也就是說 3～5 層高的房子最容易產生共振，但因地質較好，比較沒有盆地的加倍效應。
在廿年前的九二一地震中，人們其實早已見識過地震的可怕。當時，在南投、霧峰一帶的透天厝，「三樓變二樓」的垂直坍陷現象四處可見，許多人因此喪命於地震的一瞬間。
 

因此，此刻我們要關注的是早期興建的老舊建築，在服役（使用）那麼久之後，這個時候是不是該讓它們壽終正寢了，為了下一代的幸福和居住安全，老一輩的房屋所有權人真的該好好想一想了。
 

原文網址 : https://www.gvm.com.tw/article/94316