3次元的に不整形な地下構造における地盤表面波の効率的解析手法の開発

三维不规则地下结构地面波有效分析方法的开发

• 批准号: 61025016
• 负责人: 大町 達夫
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research in Natural Disasters
• 财政年份: 1986
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1986 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-61025016/
• 关键词: 波動伝播; 3次元; 不整形地盤; 表面波

地盤を伝播する表面波の理論解は、平行層地盤について導かれたものはあるが、基盤が傾斜していたり、表層地盤が3次元的に変化しているような場合には、従来の意味での表面波は厳密には存在せず、境界条件や地盤形状を反映した複雑なものとなる。そこで我々が既に開発している有限要素技法を用いた平行層地盤におけるラブ波の簡易数値解析手法を拡張して3次元的不整形地盤に適用するために、平行層仮定によって導かれた表面波の解し振動形,位相速度,群速度等)がどのような条件ならば不整形地盤における近似解として工学的に許容できるかを数値解析と模型実験によって明らかにした。まず、最も簡単な不整形地盤として傾斜した基盤を持つ2次元地盤を考え、この地盤の振動・波動特性を数値解析的に調べた。要素内一定ひずみの有限要素法によって、この地盤の固有値解析を行った結果、(1)勾配が20%以下の傾斜地盤の深さ方向の振動形は低次の場合には平行層における振動形と相似であること、(2)傾斜地盤上のある点での卓越周期はその地点での層厚から1/4波長則によって計算された周期よりも10〜20%短かいこと、等がわかった。次にアクリルアミドゲルを用いて、勾配が10%未満の模型弾性地盤を作成し、この地盤における波動伝播特性を調べた。その結果(3)傾斜層内の位相速度や群速度はその点の層厚を持つ平行層の値とほぼ等しいこと、自由表面上の一点を単発加振した場合、(4)波が深い方向から浅い方向へ伝播する場合には各地点ではその地点の層厚に対応した周期成分があらわれること、(5)波が浅い方向から深い方向へ伝播する場合には、加振点の層厚に対応した周期成分が各地点に現れ、これよりも長い周期成分を持った波は伝わらないこと、等がわかった。これらによって3次元的不整形地盤における表面波動に対する効率的な解析手法を開発しうる手がかりが得られた。

The theoretical solution of surface wave propagation is: parallel layer of surface wave propagation is: the surface wave propagation is: A simple numerical analysis method for solving the vibration shape and phase velocity of surface waves in a three-dimensional unshaped domain is proposed. Group velocity, etc.), approximate solution, engineering tolerance, numerical analysis, model, etc. For example, the most simple and undistorted site, the tilt of the base plate, the observation of the two-dimensional site, the vibration and fluctuation characteristics of the site, and the numerical analysis of the adjustment. The finite element method for the analysis of the intrinsic value of the site within a certain element results in the following: (1) the vibration shape in the deep direction of the inclined site below 20% is similar to the vibration shape in the parallel layer in the case of low order;(2) the excellent period of the inclined site is similar to the layer thickness of the site by 1/4 wavelength; the calculation period is 10 ~ 20% short. The second is to adjust the distribution characteristics of the model by using the method of matching 10% of the original model. The results are as follows: (3) Phase velocity and group velocity in inclined layer, layer thickness of point, layer thickness of parallel layer, and vibration of point on free surface;(4) Wave propagation in deep direction, layer thickness of point, layer thickness, layer thickness, layer thickness The layer thickness of the excitation point corresponds to the periodic component of each location. The analysis method of the three-dimensional non-plastic surface ratio is developed.

项目成果

森地重暉,大町達夫,年縄巧,宮井明世: 構造工学論文集. 33・A. (1987)

Shigeki Morichi、Tatsuo Omachi、Takumi Toshinawa、Akiyo Miyai：结构工程论文 33 A. (1987)。

大町達夫,年縄巧: 第7回日本地震工学シンポジウム論文集. 331-336 (1986)

Tatsuo Omachi，Takumi Toshinawa：第七届日本地震工程研讨会论文集 331-336（1986）。

大町達夫,蓮見有敏,年縄巧: 土木学会論文集. (1987)

Tatsuo Omachi、Aritoshi Hasumi、Takumi Toshinawa：日本土木工程师学会会议记录（1987 年）。