ハイブリッド法に基づく地震と地下構造の地域性を考慮した構造物の非線形地震応答予測

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11450207
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 篠崎 祐三 東京理科大学, 工学部, 教授 (80026236)
• 研究分担者: 吉田 一博 清水建設株式会社, 技術研究所基礎研究室, 主任研究員 ; 西村 直志 京都大学, 工学研究科, 助教授 (90127118) ; 井口 道雄 東京理科大学, 理工学部, 教授 (60084456)
• キーワード: 地下構造 / 境界要素法 / 地域性 / 非線形地震応答 / ハイブリッド法

研究概要

3次元および2.5次元境界要素法を用いて不整形地盤の強震地動を予測し、その強震地動を入力地震動に想定して構造物の耐震安全性を評価するための基礎資料として、強震地動の空間変動特性を視覚的に評価する。本研究で用いる半無限弾性地盤のグリーン関数に基づく境界要素法による3次元不整形地盤の地震動予測法の特色として、(1)任意形状の3次元地層境界の不整形地盤モデルの取扱が容易である。(2)地表面応カ零のグリーン関数を用いるため入力波動として表面波の場合にも制約がない。(3)高振動数域でも数値解精度が安定している。などの3点を挙げることができる。境界要素法で堆積盆地の地震動予測する際、要素積分の評価に膨大な計算時間が掛かるが、並列計算機を用いてこれらの数値積分を汎用計算機の20〜30倍の処理速度で評価する手法を開発し、大規模な3次元不整形地盤の強震動予測法を実用化する。堆積盆地状不整形地盤モデルを設定し断層震源から射出する波動による地動周波数応答を境界要素法を用いて求め、高速フーリエ変換を用いて入カ地震波に対する時刻歴地動応答を評価する。地動応答に及ぼす地層境界の形状、地層インピーダンス比、入カ地震波動の種別、および、盆地内地盤を伝播する表面波等の諸要因の影響を詳しく吟味し、3次元不整形地盤の強震地動を予測する。その強震地動の空間変動特性を地下構造および断層震源の位置も含め一目で見てとれるように視覚化して評価する。

研究成果

• [文献書誌] 篠崎祐三,引野剛: "2.5次元境界要素法を用いた堆積盆地の地震動増幅解析"日本建築学会構造系論文集. 527号. 53-60 (2000)
• [文献書誌] Shinozaki & Yoshida: "Analysis of ground motion amplification of basins"Proc.12 WCEE. paper No.1256 (2000)
• [文献書誌] 林,藤森,安井,井口: "1995年兵庫県南部地震における相互作用効果と建物応答"日本建築学会構造系論文集. 520号. 45-51 (1999)
• [文献書誌] Kitada,Hirotani & Iguchi: "Model tests on dynamic structure-structure interaction"Nuclear Engineering and Design. 192. 205-216 (1999)
• [文献書誌] Nishimura,Yoshida & Kobayashi: "A fast multiple integral equation method"Eng.Anal.Boundary Elements. 23. 97-105 (1999)
• [文献書誌] 吉川,西村,小林: "Wavelet積分方程式を用いた3次元クラック問題の高速解法"境界要素法論文集. 16. 63-68 (1999)