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微動の特性をとらえるためには、地盤振動の卓越周波数とともに微動の到来方向を知ることが重要である。微動の到来方向を決定するための方法の一つが1測点における3成分の観測記録から求める回転スペクトル解析である。これは互いに直変する2成分の振動波形を組み合せて解析する方法である。しかし、2次元回転スペクトルは平面内の振動形態しか解析することができない。したがって3次元振動を解析するためには、振動の3次元的形態を前提とした新たな解析手法を開発する必要がある。
そこで本研究では、2次元回転スペクトルの概念を拡張した新しい解析法である3次元スペクトル解析法の理論的表示式の誘導と解析結果の表示法の開発に成功した。
本研究で得られた成果の主なものは以下のとおりである。
(1)3次元振動の数値的表現法について理論的に検討し、振動面座標上の振動形態との関連を数式で表した。
(2)(1)の結果をもとに微動の3次元的振動形態を分析するための新たな方法として、3次元回転スペクトル解析法を提案した。この3次元回転スペクトル解析法は、相直交する3成分の振動スペクトルからそれぞれの周波数成分の振動面方位および粒子運動軌跡の形状を分析するものである。
(3)小数の観測記録例に、この3次元回転スペクトル解析の手法を適用して、微動の各周波数成分について振動の3次元的形態を分析したところ、微動はレーリー波型とラブ波型に分類され、微動の振源方向を推定することができた。
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