FEM-BEMハイブリッド手法による地盤-構造物系の地震応答解析に関する研究

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62550338
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 竹宮 宏和 岡山大学, 工学部, 教授 (10026156)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北原 道弘 東海大学, 海洋学部, 講師 (60135522) ; 谷口 健男 岡山大学, 工学部, 助教授 (30026322)
• Keywords: 表層地盤の振動特性 / 不整形基盤面 / 波動の散乱 / 地盤と構造物の動的相互作用 / 地盤インピーダンヌ関数 / 境界要素法(間接法) / 有限要素法とのハイブリッド解析

Research Abstract

本研究は沖積地盤上の大型土木構造物の地震応答性状を究明する上での重要な要因二つについて調べたものである. 一つは, 地震応答性状で, 長大な構造物を対象としたとき広域的な不整形基盤面による散乱現象を反映して空間的に分布した入力問題である. 同入力評価を, ここでは2次元平面波の反定の下に境界要素法, 有限要素法とハイブッリド解析を試みた. 定式化においてグリーン関数に含まれる特異性を避けるため, 基盤面(インターフェイス)からのオフセットを採った間接法を適用している. ハイブリッド法は, 不規則沖積地盤内の構造物の応答解析に適している. 境界要素と有限要素のカップリングは, 同一の内挿関数を導入することで処理した. 数値解析結果は, 沖積地盤の形状を三角形, 円形, 楕円形に選び, 面内・面外解析をP, SV, SH波入射の下で入射角をパラメータに採り, 地表面の応答性状を調べたものについてである. これより地盤の応答性状に関しての有用な知見を得ている.
いま一つの問題は, 根入れ大型基礎構造物の周辺地盤との相互作用である. 上部構造物との連成振動解析から, 本解析では主眼点を基礎の自由度に対応した地盤インピーダンスの評価に置いた. その際, 基礎の3次元挙動, 地盤の反無限遠への広がりを考慮できるように地盤部の解析には境界要素法を, 一方, 基礎は有限要素法を適用した. 有限要素法と境界要素法のカップリングは, 両者のインターフェイスに同一の内挿関数を用いることで処理した. 数値解析結果は, 地盤インピーダンス関数を対象にして有効要素法との比較において, 入力基盤面の設定深さに視点を当てて検討している.

Research Products

• [Publications] 竹宮宏和, 合田和哉: 土木学会, 地震工学研究発表会. Vol. 19. 297-300 (1987)
• [Publications] Takemiya, H.;Wang, C.Y.: 土木学会, 地震工学研究発表会. Vol. 19. 293-296 (1987)
• [Publications] Takemiya, H.;Goda, K.: Proc 3rd International Conference on Soil Dynamics and Earthquake Engineering. Vol. 43. 141-152 (1987)
• [Publications] 竹宮宏和, 田中宏明, 角谷務, 佐伯光昭: 土木学会, 地震工学研究発表会. Vol. 19. 281-284 (1987)
• [Publications] 土木学会耐震工学委員会: "動的解析とその適用, 第2章" 技報堂, 25 (1988)