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

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11450207
• 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 / 杭基礎

研究概要

2.5次元境界要素法を用いて移動断層震源による2次元不整形盆地の地動速度応答を評価し、単純な地盤構造モデルでも「震災の帯」をある程度再現できることを示した。盆地端部断面形状をモデルA:傾斜地層境界が45°をなす台形型、モデルB:盆地底部ではほぼ直角の直角型、モデルC:傾斜地層境界が135°の逆台形型の3つのモデルを想定した。数値解析から、盆地内強震地動分布に及ぼす盆地端部形状の影響は、盆地端部サイズより長い入射波長の長周期地震動の場合小さいが、短周期領域で顕著であり、最大応答値が3者のモデル間で、それぞれ、約600mも離れた地点で生ずる場合もあることを示し、盆地端部の地層境界形状が盆地内最大地震動応答分布に大きな影響を及ぼすことを明らかにした。
境界要素法の基礎理論に関する研究として多重極法のアルゴリズムの開発と、wavelet基底の利用に関する研究を行った。多重極法は3次元周波数域動弾性への適用を行った。waveletの利用では、crack問題の特殊性を考慮したwaveletの開発とGalerkin法を用いたコード化を行った。逆問題・非適切問題の数値解析への適用としては、超音波トランスデューサの特性決定逆問題を解析し、Tikhonovの正則化と境界要素法を用いて得た供試体表面の速度応答と、laser計測による実データとの良好な一致を確認した。
杭に対する非線形動的地盤抵抗の推定法に関する研究を行った。単杭に対する杭頭加振実験を想定し、杭の曲げモーメントの時系列波形が観測によって既知である事を前提にしたときの杭に対する動的地盤抵抗を推定するための定式化を行った。さらに、曲げモーメントの観測値に観測誤差を含む場合について、推定精度を向上させるための方法を提示し、その手法の有効性を数値実験によって行った。

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特性解析"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 SEDIMENTARY BASINS : STUDY ON THE HEAVILY DAMAGED BELT ZONE DURING 1995"Proc.12 WCEE. CDROM1256 (2000)
• [文献書誌] YANO,KITADA,IGUCHI,HIROTANI & YOSHIDA: "MODEL TEST ON DYNAMIC CROSS INTERACTION OF ADJACENT BUILDINGS IN NUCLEAR POWER PLANTS"Proc,12 WCEE. CDROM0477 (2000)
• [文献書誌] 武藤尊彦,井口道雄: "杭に対する非線形動的地盤抵抗の推定法に関する研究"日本建築学会構造系論文集. 534. 49-56 (2000)
• [文献書誌] NISHIMURA,YOSHIDA,KOBAYASHI: "A fast multipole boundary integral equation method for crack problems in 3D"Engineering Analysis with Boundary Elements. 23. 97-105 (1999)
• [文献書誌] 西村,宮越,小林: "新しい多重極積分方程式法によるクラック問題の解析について"BTEC論文集. 9号. 75-78 (1999)