2018 Fiscal Year Annual Research Report
Study on realtime predictions of ground motion and structural response using realtime earthquake observation information
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18H01579
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大野 晋 東北大学, 災害科学国際研究所, 准教授 (40361141)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三辻 和弥 山形大学, 工学部, 教授 (90292250)
源栄 正人 東北大学, 災害科学国際研究所, 名誉教授 (90281708)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 地震動 / 即時予測 / データ同化 / 構造ヘルスモニタリング / 強震観測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，地盤・建物の地震波形情報がリアルタイムで利用可能となった現状において，地震動の波動場の即時予測の結果を建築構造物の応答予測や構造健全性評価に用いるために，同化手法による地震動の即時予測とそれによる主要動到達前の建物応答予測手法を開発することを目的としている。
平成30年度は初年度として地震動と建物応答別々に評価手法の開発を行った。地震動評価の項目では，1)最初に研究実施者らによる仙台市内及び周辺のトリガー型強震観測点15地点とリアルタイム地震観測点4地点に，建築研究所や気象庁，防災科学技術研究所，東北工業大学（現在は観測終了）などの観測点も加えた約計40地点の地表面地震記録のデータベースを構築した。続いて，2)仙台平野南部地下構造調査の結果から仙台平野の初期地下構造モデルを構築し，3) fk法とスペクトル要素法のハイブリッド法を用いて，観測記録の長周期帯域を対象として，地震基盤からの平均地盤増幅率を目的関数としたアジョイント法に基づく３次元地下構造モデルの最適化を行った。
建物応答評価の項目では，1)最初に研究実施者らにより東北地方（宮城県9地点・岩手県2地点・山形県2地点）の主に自治体庁舎や学校校舎に設置した中低層建物内複数点（多くは建物内3点）の高精度連続観測記録から解析用データベースを構築した。続いて，2) 多入出力モデルへも適用できる部分空間法を用いてシステム同定を実施し，構造物の振動モデルを推定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
地盤と建物の地震記録データベース構築については予定通り実施された。初期地下構造モデル構築からアジョイント法による地盤構造モデルの最適化を実施したが，モデルの収束性についてより検討が必要と思われる。建物モデルについては部分空間法によるシステム同定を行ったが，逐次同定の安定性についてより検討が必要と思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は，まず昨年度の実施項目の課題である，地盤構造モデルの最適化の収束性と部分空間法による建物モデルの逐次同定の安定性について検討する。その後，最終年度に実施する仙台盆地内の地震動の即時予測に用いる入力を評価するため，広域観測点の強震記録を用いたデータ同化による基盤地震動の即時予測手法の検討を行う。手順としては，1) 実施者らによるリアルタイム地震観測網に防災科研などの観測点を加えて，データ同化に用いる広域岩盤地震記録のデータベースを構築する。続いて，2) 短周期では帯域別の包絡形を輻射理論で求め，3) 長周期では計算負荷が少ない岩盤観測点による広域の波動場予測を行う。その際，4)周期帯域の制限の検討や波群を分けた解析も実施する。
建物応答評価については，建物モデルの同定結果を用いて，1) 地震動の即時予測結果を入力として応答予測を行うための各建物の振動モデルの設定と，2) 設定したモデルと地震動の即時予測結果を用いた応答評価の検討を行う。2)は最終年度に行う仙台盆地内の建物の応答予測の予備解析として実施するものであるが，予測地震動が基盤での地震動のみであるため，仙台市外の岩盤に立地した地点のみを対象とする。
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Research Products
(1 results)
