| 研究概要 |
過去の地震被害を分析すると,軟弱地盤に建設される構造物の被害には,液状化のような地盤の変状によるものと,表層地盤の影響を受けて地震動の特性が変化することによるものとがある。前者による被害は地盤改良などによって低減させることができる。本研究では,そのような対策がすでになされているものとし,専ら後者の要因による被害を分析する。
比較的平坦なスペクトル特性をもつ地震動を工学的基盤に入射波として与え,いくつかの実際の地盤の非線形応答を評価した。その結果に基づき,表層地盤の等価な固有周期と減衰定数の数値実験式を作成した。減衰定数を、粘性減衰,逸散減衰および履歴減衰の和として表現し,固有周期の場合と同様に,入射波の強度に依存するものとした。これを用いると,表層地盤のスペクトルを地震動の強度の関数として求めることができる。
そのようなスペクトル特性をもつ地震動による構造物の非線形応答を評価した。各種地盤のスペクトルに見合った模擬地震動を作成し,構造物には各種の復元力特性を想定して,結果を応答スペクトルの形にまとめた。
応答が塑性領域に入ると,構造物の周期特性が変化する。硬質地盤上の地震動は狭帯域過程となるので,非線形応答では共振現象が起りにくく,応答は小さ目におさえられる。軟弱地盤上の地震動は広帯域過程となり,構造物の周期特性が変化しても,応答は増大し続ける。このような各種地盤上の構造物の地震応答と地震被害の特徴を,構造物の復元力特性と関連させて,定量的に評価することができた。
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