地盤と構造物の動的相互作用系の合理的制振法と終局耐震安全性に関する研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07044154
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 竹宮 宏和 岡山大学, 環境理工学部, 教授 (10026156)
• 研究分担者: WIEDE Thomas ドイツ国ルール大学, 土木工学力学研究所, 研究員 ; MESKOURIS Ko ドイツ国ロストック大学, 土木工学科, 教授 ; 西村 昭彦 (財団法人)鉄道総合研究所, 主任研究員 ; CHOUW Nawawi 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (70274016) ; SCHMID Gunth ドイツ国ルール大学, 動的シミュレーション研究所, 教授
• キーワード: 地盤震動 / 不整形地盤 / 増幅作用 / 動的相互作用 / 衝撃応答 / 波動伝播 / 遮断 / 制振工法 / 地震動のシミュレーション

研究概要

1.地盤-構造物系への直接載荷と地震波の入射における波動場を時間領域境界要素法により解析することで、地盤と構造物の動的相互作用を波動論から明確に把握し、衝撃応答を利用してコンプライアンス関数を効果的に評価できた。また隣接構造物間のキネマチックな相互作用効果を地盤の層厚との関係において波動の伝播/遮断のメカニズムから明らかにした。
2.波動遮断ブロック(WIB)による制振効果のメカニズムを地盤と構造物の動的相互作用場の解析から究明し、構造物の制振工法の合理的なWIBの設計に関する規範となる知見を得た。これを基に、杭基礎を対象としたな多重ディスクWIB工法を提案してその有効性を調べた。
3.地盤の不整形性による地震波の増幅作用と地中構造物の応答性状について、地盤形状と規模と入射波長の関係において軸力と同時に曲げの応答の傾向を捉え、後者の重要性を指摘した。
4.地盤の不整形性による地震波の増幅・位相特性に関して、兵庫県南部地震における神戸地震動のシミュレーションを地盤の浅層と深層構造を対象に波動の異常増幅効果を起こしたメカニズムを波動伝播から実証した。
5.くいの打設現場の地盤振動計測から、成層地盤内の波動の伝播を直達波と基盤層による反射波と捉え、周辺への伝播波の周期特性と距離減衰特性を明らかにした。層状地盤の衝撃載荷からシミュレーションを行い実測とよい対応を示していることを確認した。

研究成果

• [文献書誌] TAKEMIYA,Hirokazu: "Transient seismic response of irregular sites," Procs.of the 3rd Int.Conf.on Resent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics,. (1995)
• [文献書誌] 竹宮宏和: "直接時間領域BEMによる地盤と構造物の動的相互作用場の波動論的考察" 土木学会論文集. 525/I-33. 237-245 (1995)
• [文献書誌] 竹宮宏和: "半無限層状地盤内のシールド・トンネルの横断面耐震解析" 土木学会論文集. 525/I-33. 227-235 (1995)
• [文献書誌] 竹宮宏和: "衝撃帯載荷による半無限体の遷移応答と地盤-構造物系の波動相互作用の波動論的考察" 土木学会論文集. 525/I-33. 345-350 (1995)
• [文献書誌] 竹宮宏和: "兵庫県南部地震における高架橋の破壊を地盤との関係で究明" 阪神・淡路大震災に関する学術講演会論文集. 333-338 (1996)
• [文献書誌] TAKEMIYA,Hirokazu: "Destructive seismic waves in the Hyogo-ken Nanbu Earthquake,Japan 1995," Procs.of the Asia-Pacific Conf.on Shock and Impact Loads on Structures,Singapore,. 437-444 (1996)
• [文献書誌] 竹宮宏和 土木学会構造工学委員会 計算力学小委員会: "構造工学における計算力学の基礎と応用 第5章5.3動弾性問題の解法" 土木学会, 10 (1996)
• [文献書誌] TAKEMIYA,Hirokazu: "The Kobe Earthquake,Why the heaviest damges occurred in Kobe druing the Hyogo-ken Nanbu Earthquake,Japan 1995" Computational Mechanics Publication,Southampton,U.K., 39-58 (1995)