| 研究課題/領域番号 |
13574002
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 海外学術 |
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| 研究分野 |
構造工学・地震工学
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
高田 至郎 (高田 至朗) 神戸大学, 工学部, 教授 (40027280)
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| 研究分担者 |
宮島 昌克 金沢大学, 工学部, 教授 (70143881)
佐藤 忠信 京都大学, 防災研究所, 教授 (00027294)
田中 泰雄 神戸大学, 都市安全研究センター, 教授 (40144597)
川上 英二 埼玉大学, 工学部, 教授 (50125887)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
2002年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2001年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
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| キーワード | 断層 / 管路 / 地震動位相 / 断層変位実験 / 最大加速度比 / 数値地盤情報 / シェル解析 / 地震対策 / 活断層 / パイプライン / 地振動 / 被害モード / 地盤特性 / 位相特性 / 家屋被害 |
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| 研究概要 |
・地下構造の変化を3次元的に評価・モデル化し、3次元数値地盤構造を構築して動的応答解析を行っている。かかる3次元数値地盤モデルは断層近傍での強震動や地表断層くい違い変位を検討するうえでも有用と考えられる。
・車籠埔断層の面内すべり分布を参考に断層を北側、南側に分けて2次元FEMによる断層運動解析をおこない、変位と加速度を観測値と比較した。本手法を用いることによって、断層近傍の地震動や永久変位を評価し得ると考えられる。
・郡遅延時間という指標を用いて、観測記録から断層近傍地震動の位相特性のモデル化を行った。その結果、郡遅延時間の平均値は、震源を中心とする同心円状に変化し、標準偏差は、破壊のディレクティビティー効果の影響を大きく受け、破壊が近づいてくる場合には小さく、遠ざかる場合には大きくなることが知られた。
・二地点間で観測される最大加速度の違いを示す値として、同一地震における二つの観測点の最大加速度の比(最大加速度比)を求め、比を求める二点間の距離(二点間距離)をパラメータとして最大加速度比の平均値や標準偏差を求めた。その結果、最大加速度の違いを表す最大加速度比の(対数)標準偏差は、比を求める二点間の距離の対数に対してほぼ直線的に増加することなどを示した。
・地盤特性の異なる模型地盤に仮想的な断層変位を与えることにより、表層地盤特性が地表面変状に与える影響について実験的な検討を行った。その結果、地盤のせん断帯の発達過程は、軟らかい地盤では基盤中央から下盤側と上盤側の地表面に向かってほぼ同時に発生し、硬い地盤では基盤中央から下盤側の地表面に発達し、その後新たなせん断帯が以前のせん断帯の上盤側で発生することなどが知られた。
・シェル要素有限要素法を用いて、被災した断層横断管路の挙動をシミュレートした。その結果、シェル要素有限要素解析によって、断層大変形を受ける大口径管路の解析が可能であること、管路と断層線の交差角は管路被害パターンに大きな影響を与え、交差角が90度を超えると坐屈が生じ、管路には厳しい条件となることが分かった。
・断層大変位を受ける横断管路の挙動を把握するために、3次元シェル要素FEM解析を実施した。解析を通じて管路挙動は、断層交差角、管厚比、周辺地盤堅さ、などによって影響されることを定量的に明らかにした。さらに、交差角(β>90、β=90、β<90)に応じて、管路に発生する最大ひずみを算出する設計簡易式を誘導し、従来の算定式との異同について論じている。
・断層横断管路の地震対策について、事例を紹介すると共に、簡易設計式にもとづいて、地震対策の基本的な考え方を整理した。比較的小さい断層変位(構造物毎に異なる)については、ハード的な対応が可能であるが、許容ひずみを超え得るような断層変位についてはソフト的な対応が必要となることが知られた。
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