強震時における表面波寄与率の定量的評価法に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15560417
• Research Institution: Maizuru National College of Technology
• Principal Investigator: 森尾 敏 舞鶴工業高等専門学校, 建設システム工学科, 教授 (40353289)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加登 文学 舞鶴工業高等専門学校, 建設システム工学科, 助手 (90353292) ; 高谷 富也 舞鶴工業高等専門学校, 建設システム工学科, 助教授 (70179448)
• Keywords: 強震動 / 表面波 / 寄与率 / レイレイ波 / 分散曲線 / 位相速度 / 粒子軌跡 / 群速度

Research Abstract

不整形地盤の地震応答解析は、通常、薄層要素法、境界要素法を含めた有限要素法解析(FEM解析)により行われるが、この種の解析法では、実体波と表面波を区別することが困難と考えられてきた。このため、強震時の地震応答解析において、その重要性は指摘されながらも表面波の寄与に関する研究はほとんど実施されていない。本研究は、研究代表者が従来行ってきた研究をさらに発展させ、不整形地盤の地震応答解析において実体波と表面波の寄与率がどう変化するかを定量的に評価するものである。
本年度は、まず、兵庫県南部地震における神戸地域の南北断面(六甲山〜ポートアイランド〜大阪湾)を2次元有限要素法によりモデル化し、等価線形化法を用いた非線形地震応答解析を実施した。この結果、「震災の帯」と云われる六甲断層系からかなり海側によった地域で大きな応答が生じることが分かった。また、応答解析で得られた地表面における2点間の相関解析、スペクトル解析に基づき、海側へ伝播する表面波の位相速度、群速度を算出し、振動数毎の粒子奇跡、地中振幅分布を求めた。併せて、「震災の帯」付近の鉛直断面において、表面波(レイレイ波)の複素固有値解析を実施し、位相速度、群速度の理論分散曲線、各モードの地表面における粒子奇跡、地中振幅分布を求めた。さらに、有限要素法解析結果で得られた分散曲線、粒子奇跡、地中振幅分布とレイレイ波の複素固有値解析結果を比較した。この結果、「震災の帯」と云われる地帯で発生した大きな応答は、レイレイ波・基本モードが支配的であることが明らかになった。