工業技術研究院

技術簡介

本技術結合主動源(如人工敲擊)與被動源(如環境背景振動)所產生的震波，探測測線下方的剪力波速度分布，並以剖面影像方式呈現。技術核心為多頻道表面波震測法(Multi-Channel Analysis of Surface Waves, MASW)，可取得近地表的二維剪力波速度剖面。由於剪力波速度與地質材料的強度密切相關，本技術能有效判別地下土層與岩層的軟硬分布，提供高空間解析度的地下地質評估資訊，可應用於場址調查、地層分類與地質災害評估等領域。

Abstract

This technique utilizes seismic waves generated by both active sources (e.g., hammer strikes) and passive sources (e.g., ambient background vibrations) to investigate the shear-wave velocity distribution beneath a survey line, presenting the results as cross-sectional images. The core of the technique is the Multi-Channel Analysis of Surface Waves (MASW) method, which produces two-dimensional shear-wave velocity profiles of the near-surface. Since shear-wave velocity is closely related to the stiffness of geological materials, this technique can effectively delineate the distribution of soft and stiff soil and rock layers underground, providing subsurface geological assessment information with high spatial resolution. It can be applied to site investigation, site classification, and geohazard assessment.

技術規格

本技術結合主動式與被動式多頻道表面波震測(MASW)，進行地下剪力波速度構造的剖面探勘。主動式MASW以人工震源(如鐵鎚敲擊)產生震波，擷取10 Hz至50 Hz的高頻表面波,經頻散分析與速度構造反演後，完成淺部地層成像；被動式MASW則利用環境噪訊(如交通、風力等背景振動)，擷取3 Hz至10 Hz的低頻表面波，以探測較深部的地層構造。兩者結合後，剪力波速度剖面的探測深度可達單獨使用主動式MASW的1.5倍，兼顧淺層解析度與深層探測能力。

Technical Specification

This technique integrates active and passive Multi-Channel Analysis of Surface Waves (MASW) for cross-sectional profiling of subsurface shear-wave velocity structures. Active MASW employs artificial seismic sources (e.g., hammer strikes) to generate seismic waves, acquiring high-frequency surface waves in the 10–50 Hz range; through dispersion analysis and velocity structure inversion, it produces images of shallow strata. Passive MASW, in contrast, utilizes ambient noise (e.g., background vibrations from traffic and wind) to acquire low-frequency surface waves in the 3–10 Hz range, enabling the investigation of deeper geological structures. By combining the two approaches, the depth of investigation of the resulting shear-wave velocity profile reaches 1.5 times that of active MASW alone, achieving both high resolution in shallow layers and greater penetration at depth.

技術特色

本技術已完成多項現地實驗與驗證,證實其於實際地質探勘中的可行性與準確性,並具備從現地資料收集到資料處理的完整作業能力。主要技術特色如下： (1) 主動震源MASW成像：利用人工震源(如震盪震源車、炮車等)產生震波,取得高頻表面波訊號，對淺部地層進行高解析度的剪力波速度構造成像，以反映淺部地質材料的分布特性。 (2) 被動震源MASW成像：透過資料處理技術(地震干涉法)將環境噪訊轉化為虛擬震源，取得更低頻的表面波訊號，據以建構深部的剪力波速度構造剖面，補足主動震源探測深度的限制。

應用範圍

此技術適用於道路路基，建築基地與土壤液化潛勢區的地盤强度檢測。通過周期性的施測，可量化地盤强度的動態變化，進而評估地盤整治工程的成效。此外，透過此技術所產出的高解析度近地表速度構造分佈剖面，亦可用於界定活動斷層於近地表之分佈位置及傾角。

接受技術者具備基礎建議（設備）

接受單位應至少具備地球物理監測與感測技術相關基礎設施，包括資料擷取與儲存系統、感測器布設與維護能力。建議配備光纖感測讀取儀，震源激發器材，資料擷取模組等。為配合資料後處理與整合分析，亦建議設有至少一套具備運算能力的資料處理平台，並安裝相關資料分析軟體。

接受技術者具備基礎建議（專業）

建議接受授權者具備地球物理、地質或感測技術相關背景，能操作設備並進行初步資料分析與判釋。

聯絡資訊