研究課題/領域番号 |
20H02229
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研究種目 |
基盤研究(B)
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配分区分 | 補助金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分22020:構造工学および地震工学関連
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研究機関 | 筑波大学 |
研究代表者 |
西尾 真由子 筑波大学, システム情報系, 准教授 (00586795)
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研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
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キーワード | 不確定性定量化 / 事後分布 / 非線形構造振動 / 構造信頼性 / 画像計測 / 地震フラジリティ / 代替モデル / スパース推定 |
研究開始時の研究の概要 |
重要交通網を形成する都市道路高架橋などの既存橋梁構造システムにおいて,経年劣化や損傷を考慮する地震リスク評価が,適切な維持管理と防災・減災の計画策定のために必要となっている.本研究では,無線センサなどを用いる構造振動モニタリングのデータを活用して,橋梁の地震応答解析モデルのデータ同化法を構築する.データ同化によって構造状態を考慮するリスク解析の有効性を,振動実験と実橋梁での検証により示す.
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研究成果の概要 |
道路交通網を形成する高架橋などの既存橋梁構造システムに対して,経年劣化や損傷を考慮する地震リスク評価が適切な維持管理と防災・減災の計画策定に必要となる.本研究では,劣化損傷状態と地震動特性に依存する「不確定性感度」の高いパラメータを抽出して非適切性を回避しながら,高い信頼性と精度で事後分布を推定するデータ同化を示し,主に腐食損傷を与えた鋼部材供試体を用いた画像ひずみ計測でのデータ同化耐荷性能解析でその有効性を示した.さらに,多数構成部材と地震動入力の高次元パラメータ不確定性を扱う構造信頼性解析ための機械学習代替モデリング法を構築し、道路高架橋システムへの地震フラジリティ解析に適用した.
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
データ同化において不確定性感度を考慮することで適切なモデルパラメータ事後分布が推定できることを示したこと,そして地震フラジリティ解析の計算コストを大幅に低減する機械学習を活用した代替モデル法を構築した成果は学術的意義が大きい.また,インフラ構造物運用現場において,運用者が最も知りたい保有性能を得るためのデータ活用法と計算手法を示した社会的意義も大きい.
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