振動実験によるため池堤体・基礎地盤の動特性の推定と耐震性評価

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25450357
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 清水 英良 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (90144005)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: ため池 / S波速度 / 微動観測 / 表面波探査 / 固有振動数

Research Abstract

兵庫県南部地震の際に被災し改築された淡路島の震災復旧ため池について常時微動観測を実施し、堤体の卓越振動数をH/Vスペクトルから推定した。その結果、左岸・右岸側の値は10～12Hz、中央部は5.4～5.8Hzであり、基礎地盤の谷形状を反映しているものと推定された。
次に、過去に実施した弾性波探査からレイリー波の速度構造を深さ方向に推定し、固有振動数解析を中央部2地点と右岸側の3地点について実施し、先の微動観測結果と比較・検討した。その結果、中央部については両者ともよく一致したが、右岸側については約10%の誤差が生じた。これは、右岸側においては下流部に旧堤体土が多く残存し、堤体の非均質な影響を微動観測が捉えた結果と解釈される。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

今回の微動観測は鉛直動1成分水平動2成分の1地点3成分の観測であり、解析は各地点の卓越振動数を求め、別途実施した表面波探査の結果から固有振動数を求めてため池堤体のS波速度分布を同定するものであった。
表面波探査の解析結果と併せてため池堤体の内部構造を推定し、ある程度の知見は得たが、表面波探査結果の10ｍ以深の情報の精度に問題があり、今後地震時に影響を及ぼす工学的地震基盤までのS波速度構造を複数の微動計を用いた同時観測により直接推定する必要があると考える。

Strategy for Future Research Activity

ため池堤体・基礎地盤のS波速度構造を推定するため、複数の地点における水平・鉛直3成分微動の同時観測によりレイリー波・ラブ波の分散曲線を求め、理論分散曲線と整合するS波速度分布と工学的地震基盤の位置を推定する。
得られたS波構造から振動モデルを構築し、地震時におけるため池堤体の動的挙動特性を解析により求め、大地震時におけるため池の安全性について検討する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

当初計画では微動計を3台購入する予定であったが、新たに得られた知見から1台で実施できる見通しとなったため、残額が発生した。
25年度は3成分の微動計1台を用いてため池堤体の卓越振動数を求めることにより堤体内部のS波速度分布を推定したが、地震時のため池堤体の動特性を求めるに当たっては、堤体・基礎地盤を併せたS波構造を複数の微動計を用いて同時観測することにより同定する必要がある。そのため、26年度に新たに3成分微動計を購入し、複数の微動計を用いた同時観測によりレイリー波・ラブ波の分散曲線を求め、ため池堤体・基礎地盤のS波内部構造を推定する。
得られたS波速度分布により振動モデルを構築し、動的解析を実施することにより大地震時におけるため池の安全性について検討を加え、結果を学会に発表して論文にまとめる計画である。