入力地震動の周波数特性を考慮した液状化判定式に関する研究

• 研究課題/領域番号: 11558049
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 展開研究
• 研究分野: 自然災害科学
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 森 伸一郎 愛媛大学, 工学部, 助教授 (10304643)
• 研究分担者: 本田 利器 京都大学, 防災研究所, 助手 (60301248) ; 澤田 純男 京都大学, 防災研究所, 助教授 (70187293) ; 室 達朗 愛媛大学, 工学部, 教授 (00025967) ; 吉田 望 佐藤工業株式会社, 中央技術研究所, 主任研究員 ; 盛川 仁 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (60273463) ; 矢田部 龍一 愛媛大学, 工学部, 教授 (70127918) ; 八木 則男 愛媛大学, 工学部, 教授 (00027228)
• 研究期間 (年度): 1999 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 13,500千円 (直接経費: 13,500千円); 2002年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2001年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円); 2000年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円); 1999年度: 8,900千円 (直接経費: 8,900千円)
• キーワード: 液状化判定 / 地震動 / 周波数特性 / 中空ねじり試験 / 液状化強度 / 累積損傷度 / 芸予地震 / アンケート震度 / 振動台実験 / せん断土槽 / 有効応力経路

研究概要

本研究では,液状化判定を精密に実施するために,従来のFL式を見直し,特に周波数特性を考慮した液状化判定式を提案することにある.このために,(1)液状化事例の収集と解析,(2)入力地震動の周波数特性のモデル化,(3)砂の液状化強度の周波数依存性の検討,(4)砂の動的構成式の検討,(5)完全液状化の定義,(6)完全液状化後の残留剛性の評価,(7)震動終了後の沈下量の評価,(8)地盤の液状化解析による周波数依存性の検討,(9)判定式に用いるパラメータの選定をおこない,これらの結論を総合して液状化判定式を提案することを目的にしている.
本年度の実績は,次のようである.
・液状化事例の収集と解析の一環として,2001年3月24日に発生した芸予地震の液状化地点の現地調査を行うとともに,地震観測記録の分析を行った.
・液状化した地盤の地震動の大きさを知る目的で芸予地震の震度アンケート調査を実施した.入力地震動の周波数特性のモデル化を目的として,購入した地震計で芸予地震の余震を観測した.
・繰り返し中空ねじり試験機により,複数の振動数の正弦波を含む波形によりせん断応力一定の液状化試験を行い,高次振動数のせん断波の影響を把握した.除荷・再載荷の影響を累積損傷度理論との対応から検討した.繰り返し変形特性における着目波数や載荷波について検討した.
・苫小牧や大洲などの液状化アレー観測記録を始めとする地震観測記録に基づき,液状化地盤の地震時挙動を分析して,対象とすべき地震動の像を描いた.

研究成果

• [文献書誌] 西川 純一, 林 宏親, 江川 拓也, 三輪 滋, 池田 隆明, 森 伸一郎: "異なる2つの地盤における液状化アレー観測と記録の分析"土木学会論文集. No.703/I-59. 327-343 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 沼田 淳紀, 森 伸一郎: "噴砂の粒度組成"土木学会論文集. No.722/III-61. 129-147 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 森 伸一郎, 阿部 雅弘, 曽我部 繁之: "芸予地震における大洲液状化アレー観測地点の地盤の非線形挙動"第11回日本地震工学シンポジウム論文集. 831-*** (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 森 伸一郎, 門脇 慶典, 澤田 純男: "砂の液状化における累積損傷度理論の適用性に関する一実験"第11回日本地震工学シンポジウム論文集. 701-706 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 森 伸一郎, 岡崎 健, 門脇 慶典, 御子柴 正: "砂質土の繰り返し変形特性の試験方法"第11回日本地震工学シンポジウム論文集. 677-680 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 森 伸一郎, 曽我部 繁之, 阿部 雅弘: "境港での液状化地盤の地震時挙動における液状化の影響分析"第11回日本地震工学シンポジウム論文集. 825-830 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Nishikawa, J., Hayashi, H., Egawa, T., Miwa, S., Ikeda, T. and Mori, S.: "Liquefaction array observations at two sites and analysis of their records"Journal of Japan Society Civil Engineers. No.703/I-59. 327-343 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Numata, A. and Mori, S.: "Grain size distribution of erupted sands due to liquefaction"No.722/III-61. 129-147 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mori, S., Sogabe, S. and Abe, M.: "Influence of liquefaction on ground motion at liquefied site in Sakai-Minato"Proceedings of the 11th Japan Earthquake Engineering Symposium. 825-830 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mori, S., Abe, M. and Sogabe, S.: "Nonlinear seismic behavior of ground at Ohzu Liquefaction Array Observation Site during the Geiyo earthquake"Proceedings of the 11th Japan Earthquake Engineering Symposium. 831-836 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mori, S., Kadowaki, Y. and Sawada, S.: "Experiments on applicability of Accumulated Damage Index Theory on sand liquefaction"Proceedings of the 11th Japan Earthquake Engineering Symposium. 701-706 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Mori, S., Okazaki, K., Kadowaki, Y. and Mikoshiba, T.: "Testing procedure for cyclic deformation characteristics of sandy soil"Proceedings of the 11th Japan Earthquake Engineering Symposium. 677-680 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] 西川 純一, 林 宏親, 江川 拓也, 三輪 滋, 池田 隆明, 森 伸一郎: "異なる2つの地盤における液状化アレー観測と記録の分析"土木学会論文集. No.703/I-59. 327-343 (2002)
• [文献書誌] 森 伸一郎: "アンケート調査による推定震度の精度と効能"近年の国内外で発生した大地震の記録と課題 シンポジウム論文集. 121-128 (2002)
• [文献書誌] 森 伸一郎, 三浦 房紀, 張 蜂, 岸下 崇裕, 岩上 憲一, 砂坂 善雄: "杭基礎構造物の一斉地震応答解析"土木学会構造工学論文集. Vol.48A(掲載予定). (2002)
• [文献書誌] 森 伸一郎, 平田 昭博: "地盤-杭基礎構造物素の地震応答に及ぼす系構成要素の非線形性の影響"土木学会構造工学論文集. Vol.48A(掲載予定). (2002)
• [文献書誌] 西川 純一, 林 宏親, 江川 拓也, 三輪 滋, 池田 隆明, 森 伸一郎: "異なる2つの地盤における液状化アレー観測と記録の分析"土木学会論文集. No.703/I-59(掲載予定). (2002)
• [文献書誌] 森伸一郎: "杭基礎構造物に対する質点ばね系モデルの提案とその実被害への適用"土木学会応用力学論文集. Vol.3. 609-620 (2000)
• [文献書誌] 森伸一郎,阿部雅弘,西垣好彦,亀井祐聡: "地盤の非線形地震応答に影響を及ぼす周波数成分に関する検討"土木学会構造工学論文集. Vol.47A(掲載予定). (2001)
• [文献書誌] Shin′ichiro MORI,Akira KOWADA,Noboru MAEDA,Takaaki IKEDA,Baoqi GUAN: "NONLINEAR BEHAVIOR OF A SUPER HIGH R/C SMOKESTACK ON SOFT GROUND DURING THE 1995 HYOGOKEN-NANBU EARTHQUAKE"Proceedings of the 2nd US-Japan Workshop on Soil-Structure Interaction, March 6-8,2001, Tsukuba, Japan. (掲載予定). (2001)
• [文献書誌] 沼田,森,陶野,遠藤: "液状化で生じた砂脈と噴砂の一考察"土木学会論文集. 第638号/III-49. 311-323頁 (1999)
• [文献書誌] MORI,NUMATA,GUAN: "Damage to a pile foundation due to liquiefied ground motion"Proceedings of 12^<12> World Conference of Earthquake Engineering. CD-ROM. #0811 (2000)
• [文献書誌] NUMATA,GUAN,MORI: "Investigation of liquefaction at reclaimed land in Japan during the 1995 Hyogoken-nambu earthquake"Proceedings of 12^<12> World Conference of Earthquake Engineering. CD-ROM. #1135 (2000)
• [文献書誌] Morikawa,Sawada,Toki,Akamatsu,Nakajima,Ejiri,and Miyakoshi: "Estimation of Phase Velocities from Microseisms Observed at Two Sites"Earthquake Geotechnical Engineering,(Proc.of 2nd Int'l Conference on Earthquake Geotechnical Engineering,Edited by S.e Pinto). 119-124 (1999)
• [文献書誌] Mori and Numata: "Failure shape of pile heads in a damaged foundation by an earthquake"Poster Session Proceedings of the 11^<11> Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. 147-148 (1999)
• [文献書誌] Morikawa,H.,Sawada,S.,Toki,K.,Kawasaki,K.,and Kaneko Y.: "Phase Characteristics of Source Time Function Modeled by Stochastic Impulse Train"Proceedings of 12^<12> World Conference of Earthquake Engineering. CD-ROM. (2000)
• [文献書誌] Yoshida,N.: "Liquefaction of improved ground in Port Island and its effect on vertical array record"Proceedings of 12^<12> World Conference of Earthquake Engineering. CD-ROM. #1509 (2000)
• [文献書誌] Miura,K.,Kobayashi,S.and Yoshida,N.: "Equivalent linear analysis considering large strains and frequensy dependent characteristics"Proceedings of 12^<12> World Conference of Earthquake Engineering. CD-ROM. #1832 (2000)
• [文献書誌] Masanori Hamada et al(森分担執筆): "The 1999 Ji-Ji Earthquake,Taiwan-Investigation into Damage to Civil Engineering Structures-"Japan Society of Civil Engineers. 154 (1999)