「危機耐性」の概念に基づく耐震設計体系の確立と実現のための要素技術の開発

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H02357
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 本田 利器 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (60301248)
• 研究分担者: 秋山 充良 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00302191) ; 高橋 良和 京都大学, 工学研究科, 教授 (10283623) ; 宮本 崇 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (30637989) ; 片岡 正次郎 国土技術政策総合研究所, 道路構造物研究部, 室長 (40356118) ; 野津 厚 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 領域長 (60371770)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 危機耐性 / 耐震設計 / レジリエンス

研究実績の概要

本年度は，耐震性能としての「危機耐性」概念を整理し，災害時の道路の目標性能を定義するとともに、設計基準類の整備とリスクマネジメントの活用により実現を目指す方向性を示した。
不確実性を考慮した設計入力地震動の設定として，具体的に設計指針で与えられる条件（応答スペクトル等）に基づく条件を踏まえた上で，十分な強さを発揮する設計用地震動の合成手法を構築した．地震動の時間周波数特性を考慮する手法に比較して情報に基づく手法の優位性を踏まえ，具体的な設計条件を対象とした設計用地震動を合成した．また，海溝型地震の地震動のシミュレーション手法として，日本の耐震設計で用いられているSPGAモデルの汎用性について海外の地震への適用することにより確認した．
「危機耐性」を実現する耐震構造技術の開発としては，摩擦型免震機構及び摩擦減衰構造について，実験及び非線形挙動を考慮した数値解析をおこない，危機への対応としての有効性を検証した．摩擦振子型免震機構を有するRC橋脚を提案し，震動実験に基づき，提案構造で生じる最大応答変位，および残留変位の予測式を提案した．また，被災後の復旧性と性能の維持を意図して，耐震性能を供用中に新陳代謝可能な構造（メタボリズム耐震構造）を用いたRC構造を対象に正負交番載荷実験を行いその有効性を示した．
破壊的な自然災害に対する危機耐性向上のための基礎技術として，機械学習モデルの応用に関する調査と研究を行った．地震災害・地盤災害・気象災害を対象に，機械学習モデルを用いた被害の現状把握と将来状態予測のための手法を開発した．
アメリカ土木学会におけるレジリエンス研究部会等との連携により，「危機耐性」の概念を含む一般的な災害対応を考えるためのフレームワークを提示した．

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] 3Dプリンターを活用したローコスト摩擦振子型免震橋梁の地震時応答に及ぼす寸法効果の影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 樫山大樹，銭城，Miguel B. BRITO, 石垣直光，秋山充良，本田利器
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1, Vol. 77, No. 4 巻: 77 ページ: I_1～I_13
  • DOI: 10.2208/jscejseee.77.4_I_1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shaking Table Test of a Friction Sliding System on a Concrete Member with Variable Curvature Fabricated by a Three-dimensional Printer (2021)
  • 著者名/発表者名: Brito Miguel B.、Akiyama Mitsuyoshi、Seto Tetsuta、Honda Riki、Ishigaki Naomitsu
  • 雑誌名: Journal of Earthquake Engineering 巻: 25 ページ: 1～27
  • DOI: 10.1080/13632469.2021.1991515
  • 査読あり
• [雑誌論文] Using 3-D Convolution and Multimodal Architecture for Earthquake Damage Detection Based on Satellite Imagery and Digital Urban Data (2021)
  • 著者名/発表者名: Takashi Miyamoto and Yudai Yamamoto
  • 雑誌名: IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing 巻: Vol.14 ページ: 8606-8613
  • DOI: 10.1109/JSTARS.2021.3102701
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 物理的方法論とデータ科学の統合による科学パラダイムの深化 (2021)
  • 著者名/発表者名: 宮本 崇
  • 雑誌名: AI・データサイエンス論文集 巻: 2 巻 J2 号 ページ: 140-151
  • DOI: 10.11532/jsceiii.2.J2_140
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ベイズ深層学習を用いた予報雨量の不確実性を考慮したダム流入量の確率的予測，AI・データサイエンス論文集 (2021)
  • 著者名/発表者名: 三浦奈都, 宮本崇, 天方匡純, 安野貴人, 石井明
  • 雑誌名: AI・データサイエンス論文集 巻: 2 巻 J2 号 ページ: 933-943
  • DOI: 10.11532/jsceiii.2.J2_933
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rupture Process of the Mainshock of the 2019 Ridgecrest Earthquake Sequence from Waveform Inversion with Empirical Green’s Functions (2021)
  • 著者名/発表者名: Wu Shuang-Lan、Nozu Atsushi、Nagasaka Yosuke
  • 雑誌名: Bulletin of the Seismological Society of America 巻: 111 ページ: 1014～1031
  • DOI: 10.1785/0120200266
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bidirectional shaking table tests of a low‐cost friction sliding system with flat‐inclined surfaces (2020)
  • 著者名/発表者名: Brito Miguel B.、Akiyama Mitsuyoshi、Ichikawa Yoshitaka、Yamaguchi Hiroki、Honda Riki、Ishigaki Naomitsu
  • 雑誌名: Earthquake Engineering & Structural Dynamics 巻: 49 ページ: 817～837
  • DOI: 10.1002/eqe.3266
  • 査読あり
• [雑誌論文] 本地震の被害データに基づく道路橋の構造被災度推定手法の検証 (2020)
  • 著者名/発表者名: 大道一歩，片岡正次郎
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1（構造・地震工学） 巻: 76 ページ: I_765～I_773
  • DOI: 10.2208/jscejseee.76.4_I_765
  • 査読あり
• [雑誌論文] ヒンジ部コンクリートがメナーゼヒンジの力学特性に与える影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 植村佳大, 高橋良和
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1 巻: 76 ページ: I_393～I_408
  • DOI: 10.2208/jscejseee.76.4_I_393
  • 査読あり
• [雑誌論文] メタボリズム耐震橋脚構造の開発に向けた正負交番載荷及び塑性ヒンジ部取替実験 (2020)
  • 著者名/発表者名: 前田紘人, 林学, 高橋良和
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1 巻: 76 ページ: I_377～I_392
  • DOI: 10.2208/jscejseee.76.4_I_377
  • 査読あり
• [雑誌論文] メナーゼヒンジにおける縦方向のひび割れの発生メカニズムに関する検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 植村佳大, 高橋良和, 後藤浩之
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1 巻: 76 ページ: I_363～I_376
  • DOI: 10.2208/jscejseee.76.4_I_363
  • 査読あり
• [雑誌論文] ROBUSTNESS EVALUATION OF DOUBLE DIAGONAL TEN PANEL THREE SPAN CONTINUOUS AIR-RAID PROOF BRIDGE (2020)
  • 著者名/発表者名: WAI Mya San、TAKAHASHI Yoshikazu
  • 雑誌名: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A1 巻: 76 ページ: I_320～I_336
  • DOI: 10.2208/jscejseee.76.4_I_320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Using Multimodal Learning Model for Earthquake Damage Detection Based on Optical Satellite Imagery and Structural Attributes (2020)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto Takashi、Yamamoto Yudai
  • 雑誌名: Proceedings of 2020 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium 巻: None ページ: 6623-6626
  • DOI: 10.1109/IGARSS39084.2020.9324464
  • 査読あり
• [雑誌論文] 防災応用の観点からの機械学習の研究動向 (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮本 崇, 浅川 匡, 久保 久彦, 野村 泰稔, 宮森 保紀
  • 雑誌名: AI・データサイエンス論文集 巻: 1 巻 J1 号 ページ: 242-251
  • DOI: 10.11532/jsceiii.1.J1_242
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] パターン認識と法則発見のデータサイエンス (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮本 崇
  • 雑誌名: AI・データサイエンス論文集 巻: 1 巻 J1 号 ページ: 270-277
  • DOI: 10.11532/jsceiii.1.J1_270
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] クープマン作用素論に基づく非線形動的現象のデータ駆動型解析と降水短期予測への適用 (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮本崇，Zheng Shitao, 阿部雅人，岩波越
  • 雑誌名: 土木学会論文集A2（応用力学） 巻: 76巻1号 ページ: 22-37
  • DOI: 10.2208/jscejam.76.1_22
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantification of tail risk to evaluate infrastructure maintenance policies considering time-consistency (2020)
  • 著者名/発表者名: Osawa Ryoichi、Honda Riki
  • 雑誌名: Structure and Infrastructure Engineering 巻: 17 ページ: 471～480
  • DOI: 10.1080/15732479.2020.1843501
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accuracy of Near-Fault Fling-Step Displacements Estimated Using the Discrete Wavenumber Method (2020)
  • 著者名/発表者名: Wu Shuang-Lan、Nozu Atsushi、Nagasaka Yosuke
  • 雑誌名: Bulletin of the Seismological Society of America 巻: 111 ページ: 309～320
  • DOI: 10.1785/0120190257
  • 査読あり
• [雑誌論文] 断層近傍地震動の解析解を用いた離散化波数法の検証 (2020)
  • 著者名/発表者名: 野津厚
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1（構造・地震工学） 巻: 76 ページ: I_678～I_684
  • DOI: 10.2208/jscejseee.76.4_I_678
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toward life-cycle reliability-, risk- and resilience-based design and assessment of bridges and bridge networks under independent and interacting hazards: emphasis on earthquake, tsunami and corrosion (2019)
  • 著者名/発表者名: Akiyama Mitsuyoshi、Frangopol Dan M.、Ishibashi Hiroki
  • 雑誌名: Structure and Infrastructure Engineering 巻: 16 ページ: 26～50
  • DOI: 10.1080/15732479.2019.1604770
  • 査読あり
• [雑誌論文] メナーゼヒンジを有するロッカー橋脚のUBRC補強による耐震性能向上に関する検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 植村 佳大, 高橋 良和, 長崎 裕貴
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1 巻: 75 ページ: I_391～I_407
  • DOI: 10.2208/jscejseee.75.I_391
  • 査読あり
• [雑誌論文] 設計基準外事象に対する挙動が定性的に予測可能な埋め込みメナーゼヒンジRC構造の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 五島 健斗, 植村 佳大, 高橋 良和
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1 巻: 75 ページ: I_506～I_519
  • DOI: 10.2208/jscejseee.75.I_506
  • 査読あり
• [雑誌論文] 地盤工学における機械学習技術の応用研究事例について (2019)
  • 著者名/発表者名: 宮本崇
  • 雑誌名: 地盤工学会誌 巻: 67巻 ページ: 16-19
  • 査読あり
• [雑誌論文] Motive and conflict in the disaster recovery process (2019)
  • 著者名/発表者名: Choi Chang Yeol、Honda Riki
  • 雑誌名: International Journal of Disaster Resilience in the Built Environment 巻: 10 ページ: 408～419
  • DOI: 10.1108/IJDRBE-07-2014-0057
  • 査読あり
• [学会発表] 臼型滑り面を有するFPIS橋脚の地震時挙動の寸法依存性に着目した震動実験およびその解析的検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 樫山大樹，山口大貴，Benjamin Brito，銭城，秋山充良，石垣直光，高橋宏和，本田利器
  • 学会等名: 土木学会全国大会第75回年次学術講演会
• [学会発表] Improving the seismic resilience of RC bridge piers through the use of a low-cost friction sliding system (2020)
  • 著者名/発表者名: Brito, M.B., Akiyama, M., Yamaguchi, H., Honda, R., and Ishigaki, N
  • 学会等名: 17th World Conference on Earthquake Engineering (17WCEE)
• [学会発表] 道路の防災力を向上させるリスクマネジメントの社会実装に向けた考察 (2020)
  • 著者名/発表者名: 片岡正次郎
  • 学会等名: 第10回インフラ・ライフライン減災対策シンポジウム
• [学会発表] Can ground motion studies contribute to anti-catastrophe design? (2020)
  • 著者名/発表者名: Nozu, A.
  • 学会等名: 17th World Conference on Earthquake Engineering (17WCEE)
• [学会発表] Anti-Catastrophe: Performance of Infrastructure Systems for Social Resilience Against Extreme Earthquake Events (2020)
  • 著者名/発表者名: Riki Honda
  • 学会等名: 17th World Conference on Earthquake Engineering (17WCEE)
• [学会発表] The Anti-Catastrophe Seismic Design Concept for ’Peripheral’ Lifeline Systems (2020)
  • 著者名/発表者名: Gaku Shoji, Riki Honda
  • 学会等名: 17th World Conference on Earthquake Engineering (17WCEE)
• [学会発表] Phase-Based Seismic Design Method for Anti-Catastrophe Concepts (2020)
  • 著者名/発表者名: Riki Honda , Y. Liu
  • 学会等名: 17th World Conference on Earthquake Engineering (17WCEE)
• [学会発表] 摩擦振子型免震機構付きRC橋脚に用いる滑り面形状の最適化と寸法効果に関する実験的研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山口大貴，市川義高，中川恵吾，石垣直光，高橋宏和，秋山充良，本田利器
  • 学会等名: 第22回橋梁等の耐震設計シンポジウム
• [学会発表] Implementation and new approach for resilience design against extreme events: Seismic design of highway bridges in Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Kataoka, S., Ohsumi, M., Honda, R., Hoshikuma, J
  • 学会等名: 8th Civil Engineering Conference in the Asian Region: CECAR8
• [学会発表] 近年の地震被害データに基づく道路橋の構造被災度推定手法の改良 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大道一歩，片岡正次郎
  • 学会等名: 第22回橋梁等の耐震設計シンポジウム
• [学会発表] 熊本地震の被害データに基づく道路橋の構造被災度推定手法の検証と改良 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大道一歩，片岡正次郎
  • 学会等名: 第39回地震工学研究発表会
• [学会発表] 人工衛星撮影データの時系列性と不均衡性を考慮した機械学習モデルによる地震被害判別 (2019)
  • 著者名/発表者名: 宮本崇
  • 学会等名: JCOSSAR
• [学会発表] Simulation of strong ground motions based on pseudo point-source model; Application to crustal earthquakes (2019)
  • 著者名/発表者名: Wu, S., Nozu, A. and Nagasaka, Y.
  • 学会等名: 7th International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering
• [学会発表] Structural Design for Infrastructure Resilience (2019)
  • 著者名/発表者名: Riki Honda
  • 学会等名: JSCE-ASCE Symposium on Infras- tructure Resilience