3D-SEM analyses of ground motion and response in Kathmandu sediments during 2015 Gorkha Earthquake

• Project/Area Number: 17F17056
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Natural disaster / Disaster prevention science
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: N.P Bhandary 愛媛大学, 社会共創学部, 准教授 (10363251)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): TIWARI RAMCHANDRA 愛媛大学, 社会共創学部, 外国人特別研究員 ; TIWARI RAM CHANDRA 愛媛大学, 社会共創学部, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2017-04-26 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 地震動 / スペクトル様要素法 / ネパール地震 / カトマンズ盆地 / 湖成堆積地盤 / 地震時地盤の揺れ / Earthquake / Ground Response Analysis / Kathmandu Valley / 2015 Nepal Earthquake / Spectral Element Method

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、スペクトル要素法（Spectral Element Method）を用いて2015年ネパール地震時に首都カトマンズ盆地の堆積地盤の地震動解析を行った。研究対象地域の地盤はカトマンズ盆地の長さ16㎞、幅12km、深さ12kmのものにした。また、地盤のモデル作成に、対象地域内の135ヵ所のボーリングデータを使用した。また、地盤構成物の土質・物理的パラメータについて、ボーリング調査の結果や既存の研究成成果を用いた。限られたボーリングデータを基に地盤モデルを作成したため、地震動再現結果に多少ばらつきは見られたが、対象にしたカトマンズ盆地内に設置されている4ヵ所の地震加速度計のデータを基に比較を行った。入力地震波として、本震だけではなく、9回の余震も用いた。その結果、以下のことが分かった。
・カトマンズ盆地低地中央に置かれてる地震加速度計の地域は他の山に近い地域や丘周辺の地域に比べ地盤の揺れが大きく表れた。これは、実測値とも一致する。
・各地点の地震動の成分を比較すると、何れの観測地点でも東方向（東西）への地震動が大きく、その次が南北方向の地震動となっている。これは震源地がカトマンズ盆地の北西方向に位置しており、全体的に東西方向の地震動がやや大きかったと思われる。
・また、各種余震のデータを基に解析した結果、地盤の揺れは本震の時と同様な結果が得られたが、地震動に関してばらつきが見えた。これは、余震の震源地の方向と強く関係していると思われる。
・今回、限られた地盤情報データを用いて解析を行ったため、作成した地盤モデルはやや粗いため、得られた地震動解析結果も今後のカトマンズ盆地の地盤の揺れ予測には使用できるかどうか今後の課題となっている。今後も本研究を進めて行きたい。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The role of local soil deposits in 3D SEM-based seismic ground response analysis of Kathmandu valley in 2015 Gorkha Nepal Earthquake aftershocks (2019)
  • Author(s): Tiwari, R. C. and Bhandary, N. P.
  • Journal Title: Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Elsevier publication Volume: 投稿中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The effect of topographical and local site condition of the modelling domain in 3D SEM-based seismic ground response analysis of Kathmandu valley with refer to 2015 Mw7.8 Gorkha Nepal Earthquake (2019)
  • Author(s): Tiwari, R. C. and Bhandary, N. P.
  • Journal Title: Journal of Seismology, Springer publication Volume: 投稿中
  • Peer Reviewed
• [Presentation] SEM-Based Seismic Slope Stability and Mitigation Model for the Jure Landslide after the 7.8Mw 2015 Barpak-Gorkha (2018)
  • Author(s): Tiwari R. C. and Bhandary N. P.
  • Organizer: The 53rd National convention of Japanese Geotechnical Society (JGS), Kagawa
• [Presentation] SEM-based computational scheme to develop seismic stability charts for vegetated soil slopes (2018)
  • Author(s): Tiwari R. C. and Bhandary N. P.
  • Organizer: The 57th Annual Meeting of Japan Landslide Society, Niigata, Japan
• [Presentation] SEM-based Evaluation of Langtang Snow Avalanche during 7.8Mw 2015 Gorkha, Nepal Earthquake (2018)
  • Author(s): Tiwari R. C. and Bhandary N. P.
  • Organizer: The 16th International Symposium on Geodisaster Reduction (16ISGdR), France
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Use of 3D-ERT survey for subsurface exploration of suspected anomaly in the massive Langtang debris during the 2015 Nepal Earthquake (2018)
  • Author(s): Bhandary N. P. and Tiwari R. C.
  • Organizer: The AGU Fall Meeting, Washington D.C, USA
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 3D-SEM Ground Response Analysis of Kathmandu valley during the 2015 Nepal Earthquake (2018)
  • Author(s): Tiwari R. C. and Bhandary N. P.
  • Organizer: The AGU Fall Meeting, Washington D.C, USA
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Impact of soil-structure interaction on the response of structures with underground stories (2018)
  • Author(s): Bhandary, N. P., Tiwari, R. C. and Ryuichi, Y.
  • Organizer: 地盤工学会・平成30年度地盤工学研究発表会
• [Presentation] FEM-based Stability Analysis of Roadside Settlement Slopes in Epicentral Area of the 7.8Mw 2015 Gorkha Nepal Earthquake (2017)
  • Author(s): Tiwari, R. C., Bhandary, N. P., and Ryuichi, Y.
  • Organizer: 2017年度地盤工学会四国支部研究発表会
• [Presentation] Uncertainty to Explore Suspected Anomaly in the Main Impact Zone of Langtang Snow Avalanche (2017)
  • Author(s): Tiwari, R. C., Bhandary, N. P., and Ryuichi, Y.
  • Organizer: International Symposium on Geo-disaster Reduction, International Consortium on Geo-Disaster Reduction
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] FEM-based Slope Stability Analysis of Sindhupalchwok, Jure Landslide after 7.8Mw 2015 Gorkha earthquake (2017)
  • Author(s): Bhandary, N. P., Tiwari, R. C., and Ryuichi, Y.
  • Organizer: The 11th Asian Regional Conference of IAEG, November, 28-30, 2017, Kathmandu, Nepal Geological Society
  • Int'l Joint Research