彰化地區離岸風場地盤反應分析

我國離岸風場開發在即，設計地震力長久以來為我國離岸風機基礎設計重要議題之一，民國105年科技部第二期能源國家型科技計畫「高液化潛勢區離岸風機基礎穩定性評估」，首先提出簡易之離岸風場設計地震力評估方法，民國106年經濟部能源局計畫「千架海陸風力機設置推動及關鍵技術研發(2/3)」下之「我國離岸風場海域地質土壤調查方法與設計應用建議研擬計畫」及民國106年至107年科技部第二期能源國家型科技計畫「離岸風機基礎穩定性風險評估」皆提出我國離岸風場設計地震力評估準則基本架構。國家標準（CNS-15176-1）規定我國離岸風場設計地震力需由參考岩盤(VSD30=360m/s)之深度給定設計地震歷時，再將參考岩盤以上之土壤動態力學特性納入考量，取得地表面之設計地震加速度歷時，提供離岸風機基礎設計。根據民國107年第二期能源國家型科技計畫「離岸風機水下基礎設計暨維護決策資料庫與展示平台開發」，已知彰濱近海離岸風場海床面下140公尺剪力波速為297m/s，該鑽孔之VSD30達到參考岩盤之剪力波速要求，海床面下30公尺之平均剪力波速達到360m/s。現階段雖可透過現場鑽探資料取得土壤基本參數，但無法獲得土壤動態特性參數，未能滿足地盤反應分析之參數需求，使離岸風場開發之地震力分析於工程應用上面臨困難。

本研究依現場鑽孔資料，以DNV(2002)建議之半經驗參數給定土壤動態特性，推求彰化近海工程設計土壤對應之半經驗參數A值，比較不同剪力波速計算方法，同時推求參考岩盤深度並給定分層土壤動態特性，由地盤反應分析求得之地表地震加速度歷時及地表地震反應譜，釐清動態參數計算方法與參考岩盤面至地表土壤動態特性對地表地震加速度歷時之影響，比較以地盤反應分析與簡化反應譜求得之地表最大加速度歷時對土壤液化潛勢分析之影響。

圖1 無凝聚性土壤受反覆應力作用下之永久應變量推估方法