國家地震工程研究中心之現地試驗園區位於蘭陽平原，未來將利用本區之地震頻繁特性進行各項足尺模型試驗（full-scale model tests）。但是，任何地震工程分析皆須由地層條件之了解做起，因此本專案擬在各綜合研究案尚未施行之前，先進行此基本資料調查、試驗及分析，以配合研究計劃之推動。 臺灣本島位於大陸與海洋板塊之碰撞帶，由於地殼擠壓的影響，使得本島處於一個地震頻繁的區域。又由於蓬萊造山運動的影響，本島高山林立，平原面積不多。而形成之沖積環境地質歷史往往主宰著平原和盆地地層層序之分布及地質材料的組成。蘭陽平原位處隱沒帶弧-溝（Arc-trench）系統之弧後（ Back-arc）張裂帶，亦即為沖繩海槽的西南端，加上近數萬年來的全球大規模海進海退現象，使得蘭陽平原地層形成的地質背景與地層岩性的分布皆較為複雜。 Hardin ＆ Black（1968）、 Humphries＆ Wahls (1968）和Anderson & Woods (1976）研究指出土壤在受到持續固定圍壓時，其Gmax會隨時間而增加，在主壓密完成後，Gmax與對數時間成線性增加關係，而持續的低振幅振動對其線性的增加率並不造成影響。Afifi ＆ Richart（1973）之研究指出土壤平均顆粒粒徑愈大，則剪力模數隨對數時間增加率將較低，而平均顆粒粒徑愈小，則增加率會增大，且變化範圍較大。 Anderson ＆ Stokoe II（1978）曾定義動態剪力模數增加率IG並正規化為NG，以利時間效應之估算。而根據Liu（1990）之研究，蘭陽平原之一般地表地質歷史為表層約500年，地下深度50公尺處約13000年，對於前述文獻所謂之”時間影響”顯然關係極大。因此，平原下地質狀況之了解及動、靜態工程性質的探討，誠為目前迫不及待的探討主題之一。

本報告為動態阻抗函數系列研究之第一年，以相關文獻之整合比較和基本參數之試驗為主要內容。 在分析動態土壤-結構互制問題，土壤與基礎界面特性常以彈簧及阻尼盤表示，稱為動態阻抗函數。動態阻抗函數以S＝K(k＋ia 0 c）（1＋2iD）的方式表示，其中K稱為靜態勁度，是動態剪力模數G之函數 ; D稱為材料阻尼比。藉由共振柱及反復扭轉試驗可建立現地土壤G-γ及D-γ曲線。k稱為動態勁度係數，C稱為阻尼係數，k乘以K稱為動態勁度，此k與c值經常被繪成無因次關係圖（k-a 0曲線及c-a 0曲線）。 本期之研究工作亦從事共振柱試驗，以探討蘭陽平原及台北盆地土質之動態特性，以作為未來分析之基本參數。試驗結果顯示土壤動態剪力模數二次增加率I g及阻尼比之遞減率I d皆隨圍壓增加而增加。正規化動態剪力模數二次增加率N g值則不受圍壓影響。但塑性指數、粘土含量越大，或粘土顆粒粒徑D50愈小，N g值亦有增加之趨勢。

本研究針對宜蘭市地區進行野外下井探測法求取現場土層之剪力波速，以推算當地最大剪力模數，同時，鑽孔取樣，以利用室內共振柱儀進行原狀凝聚性土壤動態性質之研究。 本研究主要探討傳統壓密條數Cα與剪力模數增加率IG之關係，依研究結果顯示剪力模數增加率可以由相同之平均有效圍壓下單向度壓密之Cα(oed)和三軸壓密之Cα(tri)推算，其與均向及非均向圍壓下之IG關係為IG，iso=226.4 ╳ Cα(oed)0.264和IG，ani=623.3╳Cα(oed)0.556。本研究同時獲致以下結論：（1）比較逆推法及直接量測法求取之剪力波速之差異其範圍自-22％至16％，其中逆推法乃組合逆推理論及Snell定理而成，理應為較準確之波速判定方法，而直接量測法易受人為因素影響；（2）將Gmax隨時間變化之關係可以表示為Gmax=C（t）╳F（e）╳(σ。')D(t)；其中C(t)、D(t)均為時間的函數；(3)非均向圍壓下試體IG和NG皆大於均向圍壓下的IG和NG，其以初始孔隙比正規化後之Ie和Ne之比值關係為：RIe= Ie,ani/ Ie,iso=1.35 ╳ (σ。')2.72及RNe=Ne,ani / Ne,iso=1.3 ╳ (σ。')2.98; (4)土壤經反覆加解壓後，其IG和NG值略降。 最後比較野外現場和室內共振柱試驗所求之Gmax，發現傳統室內共振柱之壓密1天實測Gmax大部份大於野外量測之Gmax，顯示一般室內試驗所施有效圍壓(σv'+σn'/2)大於現場之有效圍壓，應加以研究。

國家地震工程研究中心擬於國立宜蘭農工專科學校內教學大樓裝置地震監測儀器，為瞭解本基地之土層分佈情形及工程特性，以利未來大樓之地震反應分析，乃進行室內、外之土壤動靜態試驗。 調查研究顯示，在地表面至深度約20m左右(19.5m至21.5m)之土壤為CL-ML土壤，深度約20m至37m問為SP-SM土壤、深度37m至47m間為CL-ML土壤，深度47m至50m間為SM土壤。室內三軸CU試驗，顯示在深度5.6m~ 11.2m間之第一次層黏性土壤，其有效強度參數c¯ =0.09~0.18/cm2，￠¯ =27.8°~35.4°，而總應力強度參數c=0.34~0.36kg／cm2，￠＝15.8°~18.8°。地下水位約在地下1.2~1.6m間。 本研究黏土層的G∕Gmax~γ曲線與Seed & Idriss（1970）針對砂性土壤所建議之G∕Gmax~γ，曲線範圍很接近，但卻比其建議之黏土範圍為高，因此應加以注意。而黏土層之D~γ曲線關係在較大剪應變時介於Seed ＆ Idriss（1970）所建議之黏土平均值和上限值之間。 最後比較野外現場和室內共振柱試驗所求之Gmax，發現傳統室內共振柱之壓密1天實測Gmax大部份大於野外量測之Gmax，顯示乃係傳統室內所施有效圍壓大於Lee（1985）所建議之現場有效圍壓所致。