研發

核心研究

建物

建物研究團隊為由工程師、建築師、設計師、地科專家和公職人員組成的非營利性技術社群,成員包括研究人員、執業技師、教師、政府官員和建築規範管理機構。建物組透過下列四個面向,達到減少地震破壞和提高建物抗震能力的目標:1.地震工程相關的先進研究與應用,2.改善耐震評估和設計的方法與建築物的結構和非結構性能,3.增進創新耐震技術的能力與提升整體建築業的競爭力,4.制定和修訂建築抗震規範與規定。

橋梁

主要研究任務是延長橋梁的使用壽命,而主要研究方向可分為兩類:第一類研究課題包括探討橋梁設計、評估與補強方法,發展新的橋梁分析與營建技術,以及開發新型橋梁結構系統,研究目的為利用新技術與新設計方法增進新設橋梁的耐震容量,以及改善既有橋梁的耐震性能。第二類研究課題則包括發展基於生命週期的橋梁管理系統,以及開發新型橋梁監測和預警的智能傳感器技術,研究目的為利用所開發的橋梁健康監測系統和技術來達到災害預警及減災之目標。

結構控制

結構控制之研究所涉及之層面相當廣泛,其中主要幾個重點研究有:(a)早期預警系統(Earthquake Early Warning System, EEWS),此一預警系統,乃整合包含量測技術、系統識別、資料傳輸與儲存,以及使用者介面等相關技術。本系統已廣泛建置於台灣校舍與政府機關,合計超過2000棟結構物之應用實例;(b)隔減震(振)與消能,藉由完備之試驗設施,包含高性能消能元件測試系統、雙軸向動態測試系統(Bi-Axial dynamic Testing System, BATS)與三軸向縮尺試驗設施,可完整驗證商用規格或新型隔震與消能裝置之效能;(c)為使重要建築能夠在強震後立即營運,國震中心研究團隊針對易損且重要之建築內部功能性設施(operational and functional components,簡稱 OFCs)建立中長期研究規劃,以期提出適用之耐震評估與耐震性能改善策略;(d)智慧型結構與材料,其不單僅與致動器及感測器的布置有關,亦包含分析與通訊之技術整合;(e)先進實驗技術之開發與應用,其主要目標乃針對實尺寸之隔減震(振)結構,提供一高成本效益的方法得以評估其受震反應。

大地

為了瞭解土壤在真實地震作用下的力學行為,設計一個應用於震動台上具有雙向自由度的大型剪力盒,該剪力盒為求與砂土單位重近似與減輕重量採用鋁合金進行製作,內部共可容納之砂土容量為1.88 m x 1.88 m x 1.5 m,並依據高度將其分成15層進行疊家組合,每個不同高程的方型鋁合金框架皆可在水平X與Y兩個方向自由運動,此目的在於模擬砂土試體在震動台上試驗時,可依據其受震產生在不同方向的反應。藉由此設備針對飽和砂土進行廣泛研究,主要包含土壤液化、樁基礎與土壤互制效應、淺基礎耐震性能評估以及土石壩或河堤等受震行為等。目前針對土壤液化等相關議題已有長足的發展,期望藉由地工模型與理論基礎相互搭配與應用,諸如離岸風機基礎受震安全以及礫石土層液化等議題,持續進行與發展後續延伸的相關研究。

強地動

台灣位於構造複雜的板塊交界帶上,活躍的地震活動及密集的地震觀測提供豐富研究材料進行強震地動學之研究。因此,強地動組專注於強地動特性、地動場址效應、近地表速度構造、耐震微分區、地動預估、地震危害度分析及地動模擬等領域,並透過地震及地球化學等各類方法進行斷層及火山之長期即時監測工作,所有研究成果都將回饋於地震動潛勢評估及耐震設計規範上,支援台灣工程地震之發展。

震災模擬

震災模擬之任務目標,在提供政府機關、事業單位、防災協力研究機構等,專業的地震損失評估工具與服務。為達此目標須持續彙整與校正各種災害潛勢與基礎設施資料、整合與研發先進的震損評估模式,以及開發貼近使用者需求的應用軟體與雲端服務,詳述如下。

  1. 台灣地震損失評估系統:簡稱TELES,英文全名為Taiwan Earthquake Loss Estimation System,乃震災模擬組近年來致力開發的一套「震災境況模擬軟體」,可有效評估地震潛在的危險程度與可能引致的災難和損失,應用在政府的防救災業務和民間企業的風險評估與管理上。台灣地震損失評估系統之研發目標主要包含以下三項功能。
    1. 震災境況模擬:根據模擬地震的震源參數和活動斷層的屬性資料,推估地震災害潛勢評估,並可進行各項工程結構物,如一般建築物、橋梁、地下管線等的損害評估,以及對社會經濟的衝擊等等。
    2. 震災早期評估:在強震後的短時間內,透過中央氣象局的地震速報系統所提供之震源參數、監測資訊,推估災害潛勢和損害與傷亡數量等資訊,以簡訊、電子郵件、資訊網等方式供災害應變中心參考。
    3. 地震風險評估:根據歷史地震目錄和活動斷層調查等資料的迴歸分析,推估不同地區發生地震的時空分布和規模大小。配合實際人文和自然環境的資料,評估各地區或設施承受地震的風險,進而擬訂合理的巨災風險管理或分散機制。
  2. 自來水系統地震風險評估研究:強震發生時,自來水系統嚴重受損,可能造成重大的民生經濟衝擊。本中心與經濟部水利署、台灣自來水公司、臺北自來水事業處長期合作,已研發自來水系統地震損失評估專用的工具軟體,稱為Twater (TELES for Potable Water System),可用於想定地震境況模擬,對於大規模地震、廣域的自來水系統,提供具可信度的管線與設施災損,以及震後缺水率與停水戶數的推估,協助自來水事業作好震前減災整備規劃與震後緊急應變。Twater已實際應用台灣自來水公司輸水幹管的地震風險評估、高雄及花蓮供水系統的震災情境模擬與耐震弱點識別,以及臺北自來水事業處配水管網汰換為新型耐震管的策略建議;同時,亦已提供全國性通報服務,每一次地震發生後均立即提供災損估數據予自來水單位應變人員,強化災情研判與掌控。
  3. 地震防災與應變資訊服務:為使震災境況模擬技術為基礎所衍生之服務更加符合應用單位的實務需求,並讓地震災情資訊的蒐集與流通更加全面化、系統化,故發展適用於震前預防整備之台灣地震損失模擬資訊;輔助震後應變作業之地震早期損失評估資訊網、地震早期評估客製化簡訊通報及地震早期評估網路服務;協助震後勘災記錄之台灣地震災情彙集資訊網。
  4. 震後路網阻斷衝擊評估研究:以台北都會區為研究區域,針對台灣地區道路震後衝擊評估模式進行研究,目的在於建立一套適用台灣都會區道路於震災衝擊下的阻斷損失評估模式以協助於震前對道路進行地震災害潛勢檢視與防災規劃。
  5. 震後緊急醫療韌性評估研究:急救責任醫院是在大規模地震事件中接收傷患和執行緊急醫療的關鍵設施。醫院不僅要保持建築結構的安全,還要確保其非結構元件/系統的功能性。為了提高急救責任醫院的抗震韌性能力,本研究的目標為建置醫院震後緊急醫療服務衝擊之地震境況模擬技術,評估醫院緊急醫療服務能量之衝擊與回復能力。