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地表面での地震動に及ぼす地形、樹木、建物群などの影響の解明と多重反射理論の改良

研究課題

研究課題/領域番号 14350237
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造工学・地震工学
研究機関埼玉大学

研究代表者

岩下 和義 (2004)  埼玉大学, 工学部, 助教授 (40203377)

渡邉 啓行 (2002-2003)  埼玉大学, 工学部, 教授 (90159244)

研究分担者 川上 英二  埼玉大学, 地圏科学研究センター, 教授 (50125887)
茂木 秀則  埼玉大学, 工学部, 講師 (80261882)
谷山 尚  埼玉大学, 工学部, 助手 (80236710)
齋藤 正人  埼玉大学, 工学部, 助手 (40334156)
岩下 和義  埼玉大学, 工学部, 助教授 (40203377)
荒川 洋二  埼玉大学, 地圏科学研究センター, 助教授 (00192469)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
10,500千円 (直接経費: 10,500千円)
2004年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2003年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2002年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
キーワード地震 / 地震震動 / 地形 / 地震動 / 波動 / 樹木 / 建物 / 強震動 / 地盤震動 / 木 / 振動
研究概要

地震工学においては、構造物への入力地震動である地表面での地盤震動を明らかにすることが、最も基本的な重要問題である。従来、地表面での地震動を検討する際には、地盤を水平層としてモデル化し、多重(重複)反射理論に基づくSHAKEなどのプログラムを用いて、基盤での震動から地表面での震動を求めることが一般的である。しかしながら、従来、地表面(地表層ではなく地上)の条件は全く無視されてきた。地表面は常に水平面であり、何も存在しない面として扱われてきた。しかし、実際、地上には、凹凸をなす地形があり、樹木が茂り、家屋・ビルが密集している。これらをすべて無視して良いかどうかは検討に値する。これらの影響を明らかにし、多重反射理論を改良することを本研究の目的としている。
地形の影響:境界要素法を用いてP、SH、SV波が鉛直下方または入射角をもって入射する場合の地表面での増幅倍率が場所(凹凸地形の山または谷)によってどのように異なるかを検討するためのプログラムを作成し、幾つかの簡単な地盤モデルに適用した。その結果を元に、場所による増幅倍率の変化の物理的な意味づけを行った。また非常に強い地震動を受け土質材料が大ひずみを受けて降伏する状況を想定して高速せん断試験を行い、構成則のひずみ速度依存性を検証した。
樹木の影響:樹木は地震動に共振し、斜面崩壊を促進させるのか、逆に樹木は柔であるため減震・免震的な役割を果たすのかを明らかにするための計算機プログラムを作成した。本プログラムは大変形を扱い得るものである。パラメータを変える事による計算結果の安定性、誤差に関して明らかにした。
建物群の影響地表面上に多くの建物が連立する力学モデルを作成し、解析的な連成振動の理論や有限要素法を用い、建物群が地表面での地震動に与える影響を明らかにするための理論とプログラムを改良した。実際の地域に適用することにより、本プログラムの適用性に関して明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (31件) 図書 (1件) 文献書誌 (14件)

  • [雑誌論文] 正弦波状の起状地形における波動伝播の解析2005

    • 著者名/発表者名
      川上英二, 茂木秀則, 福原幸司
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 Vol.587

      ページ: 53-60

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] アレー観測データに基づく地表面近傍での地震波動の伝播方向の推定2005

    • 著者名/発表者名
      楊仲元, 川上英二
    • 雑誌名

      土木学会論文集 780/I-70

      ページ: 41-56

    • NAID

      10013712541

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 境界要素法とノイマン級数に基づく摂動解法を組合せた起状地形の地震応答解析手法2005

    • 著者名/発表者名
      茂木秀則, 川上英二, 福原幸司
    • 雑誌名

      土木学会論文集 (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analysis of seismic wave propagation in a ground with sinusoidal-shaped surface irregularity2005

    • 著者名/発表者名
      Kawakami H. et al.
    • 雑誌名

      J-Struct.Constr.Eng. Vol.587

      ページ: 53-60

    • NAID

      110004839592

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Estimation of propagation direction of earthquake waves near ground surface based on array observation2005

    • 著者名/発表者名
      Yang Z.et al.
    • 雑誌名

      J.of JSCE No.780/I-70

      ページ: 41-56

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Examining Spatial Intra-event Variability of Peak Ground Accelerations as a Function of Separation Distance2005

    • 著者名/発表者名
      Kawakami H. et al.
    • 雑誌名

      Earthquake Resistant Engineering Structures IV 2003

      ページ: 325-334

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Boundary element-perturbation method using Neumann series expansion for seismic response analysis of the ground with irregular surface2005

    • 著者名/発表者名
      Mogi H.et al.
    • 雑誌名

      J.of JSCE (in press)

    • NAID

      10014006117

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Wave Propagation Modeling Analysis of Earthquake Records for Buildings2005

    • 著者名/発表者名
      Kawakami H. et al.
    • 雑誌名

      Journal of Asian Architecture and Building Engineering Vol.3, No.1

      ページ: 33-40

    • NAID

      40007002696

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 正弦波状の起伏地形における波動伝播の解析2005

    • 著者名/発表者名
      川上英二, 茂木秀則, 福原幸司
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 Vol.587

      ページ: 53-60

    • NAID

      110004839592

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 境界要素法とノイマン級数に基づく摂動解法を組合せた起伏地形の地震応答解析手法2005

    • 著者名/発表者名
      茂木秀則, 川上英二, 福原幸司
    • 雑誌名

      土木学会論文集 (印刷中)

    • NAID

      10014006117

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 高速せん断試験装置による粒状体の流動特性の研究2004

    • 著者名/発表者名
      岩下和義, 一場勝幸, 小田匡寛
    • 雑誌名

      土木学会論文集 764・III-67

      ページ: 147-156

    • NAID

      10012757870

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 高速せん断試験装置による粒子流れ中の応力比についての研究2004

    • 著者名/発表者名
      一場勝幸, 岩下和義, 小田匡寛
    • 雑誌名

      応用力学論文集 7

      ページ: 805-812

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Inversion Method to Determine Stress Distribution on a Fault Plane Using Ground Motions2004

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Taniyama
    • 雑誌名

      Proc.of 13th World Conference on Earthquake Engineering Vol.13

      ページ: 690-690

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Probability Distribution of Peak Ground Acceleration Ratios2004

    • 著者名/発表者名
      Mogi H.et al.
    • 雑誌名

      13th World Conference on Earthquake Engineering

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Normalized Input-Output Minimization Analysis of Earthquake Wave Propagation in Damaged and Undamaged Buildings2004

    • 著者名/発表者名
      Kawakami H. et al.
    • 雑誌名

      13th World Conference on Earthquake Engineering

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A method of estimating propagation direction of Rayleigh waves by modeling particle motions2004

    • 著者名/発表者名
      Yang Z.et al.
    • 雑誌名

      Zishin Vol.57

      ページ: 29-43

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Observation of rapidly shared granular materials2004

    • 著者名/発表者名
      Iwashita K. et al.
    • 雑誌名

      J.of JSCE No.764/III-67

      ページ: 147-156

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Research of stress measurement on granular shear flow by improved two-dimensional rapid flow apparatus2004

    • 著者名/発表者名
      Ichiba K. et al.
    • 雑誌名

      J.of Applied Mechanics, JSCE Vol.7

      ページ: 805-812

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Comparison between numerical and laboratory tests of rapidly sheared granular materials2004

    • 著者名/発表者名
      Iwashita K. et al.
    • 雑誌名

      Numerical Modeling in Micromechanics via Particle Methods 2004(Shimizu, Hart & Cundall(eds.))

      ページ: 429-434

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluation of input loss of deeply embedded rigid foundations under compounded nonlinear conditions2004

    • 著者名/発表者名
      Saitoh M. et al.
    • 雑誌名

      J.of JSCE No.759/I-67

      ページ: 131-142

    • NAID

      10012033161

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimental research on resonant characteristic of deeply embedded circular foundation-superstructure system under compounded nonlinear conditions2004

    • 著者名/発表者名
      Saitoh M. et al.
    • 雑誌名

      J.of JSCE No.759/I-67

      ページ: 143-155

    • NAID

      10012033137

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluation of appropriate diameter of pile foundations affected by kinematic interaction2004

    • 著者名/発表者名
      Saitoh M.
    • 雑誌名

      J.of JSCE No.766/I-68

      ページ: 175-189

    • NAID

      10012801297

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dynamic stiffness and damping of pile foundations affected by slippage and separation at interfaces2004

    • 著者名/発表者名
      Saitoh M. et al.
    • 雑誌名

      J.of JSCE No.766/I-68

      ページ: 263-275

    • NAID

      10012801410

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Inversion Method to Determine Stress Distribution on a Fault Plane Using Ground Motions2004

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Taniyama
    • 雑誌名

      Proc.of 13th World Conference on Earthquake Engineering Vol.13 Paper No.690

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Analyzing Spatial Intraevent Variability of Peak Ground Accelerations as a Function of Separation Distance2003

    • 著者名/発表者名
      Kawakami H. et al.
    • 雑誌名

      Bulletin of the Seismological Society of America Vol.93, No.3

      ページ: 1079-1090

    • NAID

      40006297727

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Normalized Input-Output Minimization Analysis of Wave Propagation in Buildings2003

    • 著者名/発表者名
      Kawakami H. et al.
    • 雑誌名

      Engineering Structures Vol.25, No.11

      ページ: 1429-1442

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A New Method for Propagation Analysis of Earthquake Waves in Damaged Buildings2003

    • 著者名/発表者名
      Oyunchimeg, M. et al.
    • 雑誌名

      Journal of Asian Architecture and Building Engineering Vol.2, No.1

      ページ: 9-16

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Analysis of surface and subsurface micro-tremors by modeling wave propagation and particle motions2003

    • 著者名/発表者名
      Kawakami H. et al.
    • 雑誌名

      J.of JSCE No.738/I-64

      ページ: 125-138

    • NAID

      10011125427

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Numerical simulation of granular materials flow in silo by modified distinct element method2003

    • 著者名/発表者名
      Iwashita K. et al.
    • 雑誌名

      Numerical Modeling in Micromechanics via Particle Methods(H.Konietzky(eds.))

      ページ: 53-59

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A study on an inversion method to infer stress drop process of fault2003

    • 著者名/発表者名
      Taniyama H.
    • 雑誌名

      J.of Applied Mechanics, JSCE Vol.6

      ページ: 755-762

    • NAID

      130004258256

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Ground motion analysis of the 1948 Fukui earthquake based on dynamic model using discontinuous FDM grids2003

    • 著者名/発表者名
      Taniyama H.
    • 雑誌名

      J.of JSCE No.731/I-63

      ページ: 81-92

    • NAID

      10012499587

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] 防災事典 被害想定2002

    • 著者名/発表者名
      川上 英二(分担)
    • 出版者
      日本自然災害学会 築地書館
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 齊藤正人, 渡邉啓行: "剛体基礎側壁と地盤の間の境界非線形性が入力損失効果に与える影響に関する研究"土木学会論文集. No.745 I-65号. 39-51 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kawakami H., Mogi H.: "Analyzing Spatial Intraevent Variability of Peak Ground Accelerations as a Function of Separation Distance"Bulletin of the Seismological Society of America. Vol.93 No.3. 1079-1090 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Arakawa, Y., Park, N.H., Kim, N.H., Sun, Y.S., Amakawa, H.: "Geochemistry and tectonic implications of Proterozoic amphibolites in the northeastern part of the Yeongnam massif, South Korea"The Island Arc. Vol.12. 180-189 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Arakawa, Y., et al.: "Elemental profiles and Ir concentrations of Cretaceous-Tertiary (K-T) boundary layers at Medetli, Golpazari, northwestern Turkey"Geochemical Journal. Vol.37. 681-693 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Iwashita K., Oda M.: "Numerical simulation of granular materials flow in silo by modified distinct element method"Numerical Modeling in Micromechanics via Particle Methods, Swets & Zeitlinger (etds.). 53-59 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 谷山 尚: "断層上の応力降下過程の推定法に関する研究"応用力学論文集. Vol.6. 755-762 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kawakami H., Mogi H.(分担): "Earthquake Resistant Engineering Structures IV : Examining Spatial Intra-event Variability of Peak Ground Accelerations"WIT Press. 325-334 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 有賀義明, 曹増延, 渡邉啓行: "遠心載荷振動実験および三次元動的解析によるロックフィルダムの地震時安全性に関する研究"土木学会論文集. No.717/I-61. 77-89 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Taniyama H., Watanabe H.: "Deformation of sandy deposits by reverse faulting"Structural Eng. /Earthquake Eng., JSCE. Vol.19, No.2. 209s-219s (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Iwashita K., Oda M.: "Numerical Simulation of Granular Materials Flow in Silo by Modified Distinct Element Method"Numerical Modeling in Micromechanics via Particle Methods, Swets & Zeitlinger (edts.). 53-59 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Matsumaru, K., Jauhri, A.K., Arakawa, Y., et al.: "Preliminary geological investigation on the Paleogenen sequences of Cherrapunji and Mawsynram, east Khasi Hills, south Shillong Plateau"Journal of Saitama University, Faculty of Education (Mathematics and Natural Sciences). Vol.51, No.2. 17-28 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 茂木秀則, 川上英二: "高密度アレー観測記録に基づく整形地盤上の二地点間の計測震度差の統計解析"地震. Vol.55. 167-180 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kawakami H., Mogi H.: "Analyzing spatial intra-event variability of peak ground accelerations as a function of separation distance"Bulletin of the Seismological Society of America. (in print). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 川上 英二(分担): "防災事典 被害想定"日本自然災害学会 築地書館. 543 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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