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

1996 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: MESKOURIS Ko ドイツ国アーヘン工科大学静的動的構造研究所, 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: 断層モデル / 非線形構造応答 / 非線形軟弱地盤応答 / 環境振動 / 波動遮断法 / 離散化波数法 / 有限要素法 / グリーン関数法

研究概要

1.断層の破壊の進行に伴う強い衝撃的な地震波の発生、その地盤内の伝播に注目した。移動震源過程の下での弾性くい違い(デイスロケーション)理論を用いた。モデル化手法をとった。多層地盤の波動伝盤統制を明確にするため、薄層要素モデル化に対して離散波数法から定式化した。解析結果から断層の走行による地表面応答の指向性を明確にすることができ、また応用例として兵庫県南部地震のアスペリティに基づいた地震動をシミュレーションし、観測波形との比較検討を行なった。
2.強震動の下でのRC構造物の終局耐力を評価するため、兵庫県南部地震による阪神高速道路の高架橋の倒壊を1自由度系、多自由度系としてモデル化し、復元力特性にこれまで提案されている代表的な曲線を導入して解析した。入力地震動の強度と非線形応答の程度をパラメータ解析した。
3.沖積軟弱地盤の2次元モデル化による有限要素法と境界要素法を結合した解析を神戸の不整形地形に対して行なった。非線形履歴特性を軟弱地盤の物性に付与することで、阪神大震災のときの実現に即した地盤の応答が評価できた。
4.杭打ち建設現場の振動計測を行ない、成層地盤内の波動伝播の様相から地盤物性の逆解析による評価を行なった。これにより震度との対応で、地盤の非線形特性を把握することができた。
5.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における波動場から究明し、合理的なWIBの設計法に関する知見を得た。しかし、地震時において地盤振動の高い振動数と共振する可能性があり、そのため非線形応答を検討しておく必要がある。

研究成果

• [文献書誌] TAKEMIYA,Hirokazu: "Seismic wave amplification in kobe during Hyougo-ken" Procs.11th World Conferenceon Earthpuake Engineering,Acapuruco. No.1885 (1996)
• [文献書誌] TAKEMIYA,Hirokazu: "Effects of irregular soil profile on strong group motions,The 1995 Hyogoken-Nanbu Earthquake-Investigation into damage to civil engineering structures" Japan Society of Civil Enginners. 15-25 (1996)
• [文献書誌] 竹宮宏和: "波動遮断ブロック(WIB)の受動的制振効果" 土木学会論文集. 549/I-37. 221-230 (1996)
• [文献書誌] 竹宮宏和: "深層地盤構造の不整形性による地震波の増幅特性" 阪神・淡路大震災に関する学術講演会論文集. 73-78 (1997)
• [文献書誌] 竹宮宏和: "兵庫県南部地震における神戸の楔型中積地盤の非線形増幅特性" 阪神・淡路大震災に関する学術講演会論文集. 79-84 (1997)
• [文献書誌] 竹宮宏和: "環境振動における地盤内の波動伝播と振動対策" 地盤工学会, 4 (1996)
• [文献書誌] 竹宮宏和: "耐震構造設計論 第2章「構造物-基礎-地盤系の動的相互作用の解析法」" 20 (1997)