2021 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of Mechanisms of Death and Injury by Falling During Massive Earthquake Based on Postural Control Model Considering Neural System of Human
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19H02399
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
肥田 剛典 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (60598598)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 毅士 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 安全研究・防災支援部門 リスク情報活用推進室, 室長 (10302762)
糸井 達哉 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (60393625)
永野 正行 東京理科大学, 理工学部建築学科, 教授 (60416865)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 振動台搭乗実験 / 地震 / 人的被害 / 人体モデル / フィードバック制御 / 倒立振子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，振動台搭乗実験における2人の被験者の地震時挙動の差異を分析し，個人差を考慮した人体の地震応答解析モデル（以降，人体モデル）を構築した．これにより，人体モデルのフィードバック制御時のフィードバックゲインを調整することで，個々人の地震時挙動の違いを良好な精度で再現可能であることを示した．さらに，そのモデルに地震動の強震観測記録を入力して地震応答解析を行い，構築したモデルの解析結果の安定性およびモデル構築時に考慮した個人差が人体の地震時応答解析結果に与える影響について検討した．
次に，パルス性地震動入力時の超高層建物内における人間の負傷評価を行うため，パルス性地震動として振幅レベルと卓越周期を簡便に調整できるRicker波を用いた建物の地震応答解析を行い，それにより得られた各階の床応答を人体モデルに入力した．これにより，建物への入力波となるパルス波の応答スペクトルの最大値および卓越周期と建物の1次固有周期から，建物内の人間の負傷を簡便に評価する手法を提案した．さらに，超高層建物内の揺れの指標として公開されている気象庁地震動階級や，人間の頭部がモノに衝突した際に生じる負傷を評価する指標である頭部障害基準値(HIC)と床応答との対応関係について検討した．
最後に，振動台搭乗実験において被験者を歩行させた実験により得られた人体挙動データに基づき，地震時における避難行動等による人間の歩行および転倒を再現する人体モデルを構築した．さらに，構築された人体モデルと室内の家具の挙動を再現可能なモデルを物理演算シミュレータ上で再現して地震波加振を行い，人間の地震時負傷評価を行った．
以上の一連の検討により，地震時における室内での人間の負傷発生メカニズムを解明し，今後の発生が危惧される超巨大地震時における人的被害低減対策策定に向け，本研究で構築した人体モデルが有用となり得ることを示した．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(5 results)
