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2021 年度 実績報告書

スパースな地震観測網による地盤-構造物系の地震時挙動の高精度予測手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H02400
研究機関東京工業大学

研究代表者

盛川 仁  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (60273463)

研究分担者 後藤 浩之  京都大学, 防災研究所, 准教授 (70452323)
飯山 かほり  鹿島建設株式会社(技術研究所), 土木構造グループ, 上席研究員 (90711870)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワードスパースモデリング / 地震観測 / 物理探査 / 条件付ハザード
研究実績の概要

第二年度までに「観測および記録処理の高精度化・高効率化」および「地盤ー構造物系の動特性のモデルの統合」を中心に実施した。後者については地盤と構造物の連成系をモデル化することが最終目標であるが,第二年度では,地盤と構造物それぞれについてのモデルの高度化を行った。第三年度であるR3年度は地盤ー構造物系の統合にあたって,個別にモデル化を検討してきた地盤と構造物の連成系について,両者のモデル化において有効な手法であることが明らかとなったFDD(Frequency Domain Decomposition)法の適用性の検討に着手した。その検討を通して地表および構造物上に設置された微動記録に対してFDD法が適用可能であることが明らかとなった。すなわち,構造様式の変化に伴い構造物の動的応答特性の変化を正しく追跡できること,特定の条件のもとでは地盤の振動モードが卓越しそれをFDD法により正しく同定できることを示した。
また,「観測網のスパース化」にあたって少ない数のパラメータから構造物の動特性を表すには事前に大量の理論計算を実施し,入出力関係のデータベースを作成しておき,そのなかから観測値を最もよく説明するモデルを選択することによって,適切なモデルを得るという手法が有効であることが明らかとなった。これによりスパースな観測網から得られた観測記録を用いて現象を説明しうるモデルの同定の実現可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

前年度までに得られた観測記録を用いて主として解析を実施することでコロナ禍にあっても研究を進めることができ,FDD法の適用性および観測網のスパース化のために利用可能な手法の方向性を見出した。そのため,おおむね当初計画どおりにすすんでいると判断した。

今後の研究の推進方策

第三年度までに観測および記録処理の高精度化・高効率化および地盤ー構造物系の動特性のモデルの統合を中心に実施した。後者については第三年度において個別にモデル化を検討してきた地盤と構造物の連成系について,地盤および構造物のモデル化において有効な手法であることが明らかとなったFDD (Frequency Domain Decomposition)法が地盤-構造物系にも有効であることを示した。第四年度も引き続きこれらの検討を続け,より高度なモデル化を目指す。
また,観測網のスパース化を中心に検討することとし,第三年度に引続き,構造物のモデル化を対象として,動特性を表わすパラメータを少ない数のセンサーで決定するための手法の高度化に取り組む。
なお,第四年度は第二年度までの研究分担者が海外での長期滞在から帰国したため研究分担者として復帰し,昨年4月に研究代表者と同じ研究室に着任した者を研究分担者として追加する。地盤構造の同定および物理探査技術にかかわる課題については研究代表者のが,深層学習等を含むデータ処理にかかわる課題,物理モデルを介さない地盤モデルの表現,FDD法の拡張と構造物のモデル化にかかわる課題は分担者と協力者が担当する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] ASI-Gauss 法による都市全域の木造家屋倒壊予測シミュレーション2021

    • 著者名/発表者名
      石井秀尭・浅井光輝・大谷英之・飯山かほり・盛川仁・磯部大吾郎
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2 特集号

      巻: Vol. 77 (2021),No. 2 ページ: I_563~I_573

    • DOI

      10.2208/jscejam.77.2 I 563

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New method to estimate bedrock shape of small-scale basin using modal properties of sediment2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, Y., Iiyama, K., Morikawa, H., Sakai, K., and Araki, G.
    • 雑誌名

      Soil Dynamics and Earthquake Engineering

      巻: Vol. 149 ページ: 106882

    • DOI

      10.1016/j.soildyn.2021.106882

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 常時微動の鉛直成分2 点同時観測による工学的基盤形状の推定手法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      田中浩平・坂井公俊・飯山かほり・盛川仁
    • 雑誌名

      土木学会論文集A1 (構造・地震工学)

      巻: Vol. 77,No. 1 ページ: 219~228

    • DOI

      10.2208/jscejseee.77.1 219

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2018年大阪府北部の地震における高槻市・茨木市の建物被害分布と要因に関する地理学的考察2021

    • 著者名/発表者名
      浅野晃太,後藤浩之,奥村与志弘,澤田純男
    • 雑誌名

      土木学会論文集A1(構造・地震工学)

      巻: Vol.77,No.4 ページ: I_638~I_648

    • DOI

      10.2208/jscejseee.77.4_I_638

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Records of extreme ground accelerations during the 2011 Christchurch earthquake sequence contaminated by a non-linear, soil-structure interaction2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Goto, Yoshihiro Kaneko, Muriel Naguit, John Young
    • 雑誌名

      Bulletin of the Seismological Society of America

      巻: Vol.111, No.2 ページ: 704~722

    • DOI

      10.1785/0120200337

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Using 3-D Convolution and Multimodal Architecture for Earthquake Damage Detection Based on Satellite Imagery and Digital Urban Data2021

    • 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: 14 ページ: 6623~6626

    • DOI

      10.1109/JSTARS.2021.3102701

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ASI-Gauss 法による都市全域の家屋倒壊予測シミュレーションの妥当性確認2021

    • 著者名/発表者名
      石井秀尭・浅井光輝・大谷英之・飯山かほり・盛川仁・磯部大吾郎
    • 学会等名
      土木学会第76 回年次学術講演会
  • [学会発表] Assessment of applicability of a proposed method to estimate phase velocity using arbitrary 5-site arrays2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang, H., Iiyama, K., Morikawa, H.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021 年大会
  • [学会発表] 隣接値の有意差を反映した空間確率場の表示法2021

    • 著者名/発表者名
      後藤浩之,Anirban Chakraborty
    • 学会等名
      第41回地震工学研究発表会
  • [学会発表] Uncertainty Projected Mapping with Application to Updating Conventional Earthquake Hazard Map Resolutions2021

    • 著者名/発表者名
      Anirban Chakraborty, Hiroyuki Goto, Sumio Sawada
    • 学会等名
      EERI Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 値の有意差が均一に表現される地震ハザードマップ2021

    • 著者名/発表者名
      後藤浩之,Anirban Chakraborty
    • 学会等名
      令和2年度 京都大学防災研究所 研究発表講演会
  • [学会発表] Updating Conventional Hazard Map Resolutions to Include Local Site Information Using Uncertainty Projected Mapping2021

    • 著者名/発表者名
      Anirban Chakraborty,Hiroyuki Goto,Sumio Sawada
    • 学会等名
      令和2年度 京都大学防災研究所 研究発表講演会

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公開日: 2022-12-28  

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