ハイブリット離散化手法による不整形地盤-構造物系の地震応答性状に関する研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63550340
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 竹宮 宏和 岡山大学, 工学部, 教授 (10026156)
• Keywords: 不整形地盤 / 震動特性 / 沖積層地盤 / ハイブリッド解析 / 境界要素法 / 有限要素法 / 層状半無限体 / 入射波

Research Abstract

本研究は、沖積地盤が水平でない、いわゆる不整形な基盤上の表層地盤として、地震時の震動性状を究明したものである。従来、地盤の震動解析では、水平な基盤を仮定して、その上の成層な表層地盤を対象としていた。しかし、長大な土木構造物が出現してくるに伴い、広域的な領域を対象にした場合、また波長の長い表面波を扱う場合、基盤面の不整形性は地盤の応答性状に影響してくるが、その定量的な評価を本研究の目的としているところである。なお、ここでは2次元問題としている。
解析手法としては、サブストラクチャ法の概念から、地盤を一様あるいは成層な遠地盤と不規則な形状あるいは物性分布の近傍地盤に区分し、前者には地盤波の無限遠への逸散を忠実に表現できる境界要素法を、そして後者には不規則性を柔軟に取り入れることのできる有限要素法を適用する。つまりハイブリッド法を採用している。しかも、境界要素法では間接法(ソ-ス法)と直接法を採用し、両者の精度を比較・検討している。境界積分方程式に使用されるグリ-ン関数は、直接法では無限体に対する加振解であるスト-クス解および一様な半無限体に対するラム解である、一方、間接法では、一様ならびに成層状半無限体に対する加振解を使用している。
解析対象モデルは、沖積層地盤の形状として、半円、台形、隋円形を基本として、それらの層状構造による地震波の伝播を調べている。入射地震波には、実体波であるP波、SH波、SV波の傾斜入射と、表面波であるレ-リ波を想定した。
解析結果のまとめ方は、沖積地盤の地表面応答(変位)が自然地盤(遠地盤)状態と比較しての倍率で示している。そしてパラメ-タ解析から不整形な地盤の震動性状について、耐震工学上の有用な知見を得ている。

Research Products

• [Publications] 竹宮宏和他1名: "不整形基盤を有する沖積地盤層の振動性状" 地震工学研究発表会講演概要. 20. 153-156 (1989)
• [Publications] 竹宮宏和他1名: "多層地盤におけるグリ-ン関数の数値計算法" 地震工学研究発表会講演概要. 20. 209-212 (1989)
• [Publications] 竹宮宏和他2名: "地中集中加振に対する半無限多層地盤の2次元グリ-ン関数の数値計算法" 土木学会論文集.
• [Publications] 竹宮宏和他1名: "地中分布加振に対する半無限多層地盤の2次元グリ-ン関数の数値計算法" 土木学会論文集.
• [Publications] 竹宮宏和他3名: "Topographical Effect for Site Response" 2nd Int.Conf.Recent Advances in Geotechnical Earthquake Eng.and Soil Dynamics.
• [Publications] 竹宮宏和他3名: "不整形地盤の震動性状" 第8回日本地震工学シンポジウム.