2022 Fiscal Year Annual Research Report
Uncertainty quantification considering global sensitivity for seismic risk analysis of existing bridge structural systems
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20H02229
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
西尾 真由子 筑波大学, システム情報系, 准教授 (00586795)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 不確定性定量化 / 事後分布 / 非線形構造振動 / 構造信頼性 / 画像計測 / 地震フラジリティ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，構造モニタリングを活用する非線形地震応答解析のモデルパラメータ事後分布推定によるデータ同化法を構築し，既存橋梁の地震リスク解析への有効性を実証する．
具体的には，次の(A)-(C)の検証を進めていくこととしている：(A) 劣化損傷状態と地震動特性に依存する「不確定性感度」の高いパラメータを自動的に抽出し，非適切性を回避して事後分布を推定するデータ同化法を定式化する．(B) 構造振動模型や部材模型を用いる実験で構築した推定法の非適切性回避の効果を示し，不確定性感度を考慮することでパラメータ事後分布を高い精度と信頼性で推定できることを示す．(C) 実橋梁を対象として構築するデータ同化法を適用する地震リスク解析を実施し，既存構造状態をモニタリングデータで得る事後分布考慮する有効性を示す．
2022年度は(A)と(B)について，局所的な腐食を有する板部材の不確定モデルパラメータ事後分布推定でひずみのデータ数や配置、精度に対する不確定性低減度と推定結果の関係を明らかにし，不確定性感度に基づく計測点配置で効果的に非適切性回避が可能となることを示した．不確定性が効果的に低減された事後分布を用いて，構造状態を適切に考慮するデータ同化耐荷力解析を示した．また，非線形地震応答解析のデータ同化を扱うために，動画から非線形振動の発現とその評価を行う手法を示した．
(C)では，高次元不確定性を有する非線形解析を扱う構造信頼性解析ためのディープカーネルによる代替モデリング法を構築し、多数構成部材のパラメータ不確定性を扱う道路高架橋のシステムフラジリティ解析に適用した．この代替モデルは全体システムが限界状態に至った際の破壊モードを確率的に評価でき，ここから地震リスク評価のための構造モニタリングデータ取得に関する考察を得た．
以上の成果について，学術誌論文投稿や国際会議発表で報告することができた．
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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