2022 Fiscal Year Annual Research Report
東京東部低地における液状化等による防潮施設の被害予測
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20K04682
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
竹山 智英 神戸大学, 工学研究科, 教授 (00452011)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 機械学習 / 過圧密比 / 地震応答解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，東京東部低地の地震応答・液状化シミュレーションを行い，防潮施設や治水施設に与える被害の程度を評価することを目的としている．そのシミュレーションを実施するためにボーリング調査結果等を利用して三次元地盤モデルを作成し，地震計測結果を用いてその精度を継続的に向上させることができる手法の構築を行う．ボーリング調査には主に標準貫入試験結果としてのN値が含まれる．N値からは強度や剛性に関係するパラメータを推定することができるが，その地盤が経験してきた応力履歴を表すパラメータである過圧密比はN値とは相関性がないため推定することができない．したがって，本研究では，過圧密比を過去の地震計測結果とシミュレーションを基に機械学習によって推定した．令和3年度までに，N値から過圧密比以外のパラメータを推定し，過圧密比の深度分布を様々に変えた仮想的な地盤に対して地震応答解析を実施し，基盤への入力加速度および地表面加速度の時刻歴を入力とし，過圧密比の深度分布を出力とするニューラルネットワークを多数の地震応答解析結果を教師データとして，学習させることにより，精度よく過圧密比の深度分布推定を行うことができることを確認した．また，広域の地震応答解析を行うために解析コードをGPUを用いて並列化した．並列化の際，保守・拡張が容易にできるように可読性を重視し，新しいデータ構造について提案をし，実装を行った．令和4年度においては，仮想地盤ではなく，東京都江東区新木場にある強震観測記録をもとに実際の地盤において，過圧密比の深度分布の推定を行い，得られた地盤パラメータで地震応答解析を実施し，現地の観測記録と解析結果を比較し，精度良く観測結果と整合した．また，ボーリングデータおよび数値標高データを基に有限要素法で計算することを前提とした三次元地盤モデルを自動構築する技術開発を行った．
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