3次元浅層地下構造が構造物と地盤の動的相互作用に与える影響評価

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11305033
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 渡邉 啓行 埼玉大学, 工学部, 教授 (90159244)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩下 和義 埼玉大学, 工学部, 助教授 (40203377) ; 川上 英二 埼玉大学, 工学部, 教授 (50125887) ; 角田 史雄 埼玉大学, 工学部, 教授 (80092021) ; 谷山 尚 埼玉大学, 工学部, 助手 (80236710)
• Keywords: 浅層地下構造 / 構造物-地盤の動的相互作用 / 不均質地盤 / 元荒川構造帯 / 地表地震断層

Research Abstract

本研究は地震時に浅層地下構造が構造物に及ぼす影響を解明することを目的とし,本年度は以下のような研究を行った.
1.構造物と地盤の相互作用
ダムを例に周囲の岩盤との相互作用を考慮した解析を行った.アーチダムと岩盤の間のジョイントが開くとその先端部分で大きな引張応力が作用する領域が生じるが,ダム本体の材料非線形を考慮するとそのような領域がなくなること,ジョイントの開口量はダムの非線形性を考慮すると大きくなることを示した.また,杭基礎を有する地中ダクトについて地盤との動的相互作用を実験により検討した.ダイラタンシーによって生じる地盤の上下動が杭によって抑えられること,ダクトの剪断力の大部分を杭頭が負担することなどが明らかになった.
2.急傾斜する基盤面を持つ表層地盤の波動伝播特性
元荒川構造帯沿いでの地震波形記録を解析し,断層帯を通過する前ははっきりとした卓越震動方向を示した地震動が,断層帯を通過すると特定の震動方向を持たなくなることを示した.また,断層の動的な破壊と表層付近の細かな地下構造を共に考慮可能な地震動解析手法を用いて,1948年福井地震を解析した結果,震源のアスペリティー領域で生じた地震動が沖積平野によりさらに増幅される様子を明らかにした.
3.表層地盤構造が地表に現れる断層に及ぼす影響
震源断層での動的な破壊過程を推定するための解析法を開発した.また,砂を用いた横ずれ断層模型実験を行い,基盤付近では断層に沿うように発生する滑りが,地表に近づくにつれて基盤断層と高角に交わるように発達していく過程を明らかにするとともに,変位速度を変えて行った実験から,乾燥砂においては剪断破壊面の形状の変位速度への依存性は小さいことを示した.

Research Products

• [Publications] 渡辺啓行: "コンクリートアーチダムの地震応答における材料非線形性とジョイント開口の相互作用"ダム工学. 10・4. 276-288 (2000)
• [Publications] 茂木秀則: "SIGNALデータの統計解析に基づく最大加速度の空間的確率分布"土木学会論文集. 647/I-51. 369-378 (2000)
• [Publications] Ghayamghamian M.R.: "On-site nonlinear hysteresis curves and dynamic soil properties"J.of Geotech.and Geoenviron.Eng., ASCE. 126・6. 543-555 (2000)
• [Publications] Oda M.: "Study on couple stress and shear band development in granular media based on numerical analyses"International Journal of Engineering Science. 38. 1713-1740 (2000)
• [Publications] 谷山尚: "断層上の動力学的破壊モデルパラメタの推定法に関する研究"応用力学論文集. 3. 541-546 (2000)
• [Publications] 鬼塚信弘: "逆断層変位に伴う表層地盤の変形シミュレーション"応用力学論文集. 3. 577-584 (2000)