地形の形状の不確定性を考慮した不整形地盤の増幅特性の確率論的検討

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14750396
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 茂木 秀則 埼玉大学, 工学部, 講師 (80261882)
• Keywords: 地盤震動 / 不整形地盤 / 増幅特性 / 不規則分布 / 散乱 / 地震動の確率分布 / シミュレーション / 境界要素法

Research Abstract

本研究では,地盤構造の不確定性を考慮した地震応答解析手法の開発と観測された地盤震動をそれに基づいて検討することを目的としている.本年度は,地盤構造の不確定性を容易に考慮できる解析手法として,境界要素法と摂動解法を結合した新たな解析手法を展開した.本手法は周波数領域の境界要素法とノイマン級数に基づく摂動解法を組み合わせた手法であり,この手法によって不整形地盤の地震応答に大きな影響を及ぼす散乱波の振幅を地形の形状によって定められる係数行列を用いて陽に表すことができる.このため,散乱波の影響を地表面の各点からの散乱波の寄与に分解できることや,地形の揺ぎが地震応答に及ぼす影響を容易に評価できることなど,従来の有限要素法や境界要素法などの連立方程式や逆行列を解く数値解法にはない利点がある.
本年度は,1.これらの定式化について検討すること,2.数多くの地盤モデルについて適用して手法の有効性を検証すること,3.地形の不整形性に起因する散乱波の特性を調べることの3点を中心に行った.この結果,1.本解法によって,(1)散乱波を発生させる地表面の各点から地震応答を検討する"着目点"に至るまでの幾何減衰を含む波動関数と,(2)両者の位置関係(地表面の傾きと,着目点への方向の関係)が振幅に与える影響を表す項の二つのファクターを用いて散乱波の振幅について直接論じることができること,2.1次散乱波,2次散乱波などの比較的低次の散乱波の寄与が不整形地盤の応答振幅に顕著な影響を与えることなどの知見を得た.これらの結果の一部を土木学会第57回年次学術講演会("摂動解法を用いた境界要素法による不整形地盤の応答解析",福原,茂木,川上,I-856,PP.1711-1712,2002)で発表すると共に,現在,定式化の詳細を示すと共に多くの適用例を用いて本手法の有効性を例証した論文を投稿準備中である.

Research Products

• [Publications] 茂木 秀則, 川上 英二: "高密度アレー観測記録に基づく整形地盤上の二地点間の計測震度差の統計解析"地震第2輯. 55. 167-180 (2002)
• [Publications] 川上, 茂木, 楊: "高密度アレー観測記録から求めた速度応答スペクトル比の統計解析"第11回日本地震工学シンポジウム. (CDROM). 367-372 (2002)
• [Publications] 福原, 茂木, 川上: "摂動解法を用いた境界要素法による不整形地盤の応答解析"土木学会第57回年次学術講演会. Vol.1. 1711-1712 (2002)
• [Publications] 山地, 川上, 茂木: "重み付き相乗平均を用いた地震波の内挿方法"土木学会第57回年次学術講演会. Vol.1. 1725-1726 (2002)
• [Publications] Kawakami, Mogi, Sharma: "Statistical Study of Spatial Variation of Response Spectrum for Lifeline Structures"Pro. 4th China-Japan-USA Trilateral Sympo. Lifeline Earthq. Engg.. 169-176 (2002)
• [Publications] Mogi, Kawakami: "Statistical Analysis of JMA Seismic Intensity Differences Using Seismometer Array Records"IUGG 2003. (発表予定). (2003)