| 研究課題/領域番号 |
19360209
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| 研究機関 | 神戸学院大学 |
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研究代表者 |
佐藤 忠信 神戸学院大学, 学際教育機構, 教授 (00027294)
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| 研究分担者 |
吉田 郁政 東京都市大学, 工学部・都市工学, 教授 (60409373)
舩木 伸江 神戸学院大学, 学際教育機構, 講師 (50434915)
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| キーワード | 設計用地震動 / 群遅延時間 / 位相差分 / 確立微分方程式 / フラクタル / 弾性応答スペクトル / 降伏震度スペクトル / モンテカルロシミュレーション |
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| 研究概要 |
地震動位相を周数領域における二階の確率微分方程式としてモデル化し、フーリエ位相スペクトルを合理的に模擬できるようにすることが本研究の第一の目的である。しかし模擬されたフーリエ位相スペクトルは確率過程の出力であり、あくまでサンプルであるので、数多くのサンプルの中から適切なフーリエ位相スペクトルを抽出しなければならない。そこで、モデル化されたフーリエ位相スペクトルの確率特性を制約条件として、模擬された地震動を用いて計算される弾性応答スペクトルと所要降伏震度スペクトルが設計用に定義されている両スペクトルに一致するように、模擬地震動のフーリエ振幅と位相スペクトルを調整する最適化アルゴリズムを開発するのが第二の目的である。
この目的を達成するために、まず群遅延時間をブラウン過程によって駆動される一階の確率微分方程式でモデル化した。その過程で、位相差分がフラクタル特性を有していることを見出したので、位相差分を分数ブラウン過程で駆動される確率過程としてモデル化した。その際、地震動位相が地震の震源過程、地震動の伝播過程ならびに局所的な地震動増幅過程とどのような物理的な関連性を有しているかについての考察も行った。その上で、これら確率過程を規定するパラメータを地震のマグニチュード、震央距離、局所的な地盤条件の関数として決定した。次に、モンテカルロシミュレーション手法を利用することにより、モデル化された群遅延時間ならびに位相差分のサンプルから、弾性応答スペクトルと所用降伏震度スペクトルを満たす地震動位相を決定するためのアルゴリズムを開発した。
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