非均質な確率場を考慮した不整形地盤上の地震動の時空分布に関する研究

本研究の目的は、不整形地盤上における地震動が空間的に一様ではなく定常でないと考え、その時空分布がどの様な特性を有し、地盤の不整形性によってどの様に影響されるかを明らかにするとともに、均質な確率場としてはモデル化できない不整形地盤上の確率波をシミュレーションする手法を開発し、不整形性を含む環境下での構造物の多次元入力地震動の設定法を確立することであった。不整形地盤では、地震波の局所的な回折、散乱、屈折、反射などによって地盤の応答値が大きく変動するため、この様な不整形構造を反映させた時間、空間分布特性のモデル化に基づく、確率モデルとしての地震動のシミュレーション手法の開発が必要である。本研究では、不整形地盤上の地震応答のパラメトリックなケーススタディと、典型的な不整形境界を持つ2層地盤上での地震動からの全体的な挙動をマクロに捉えたドリフト成分のモデル化に関するプログラム開発と解析を行い、ランダム成分を重ね合わせていくつかのシミュレーションを行った。そして、カルマンフィルタとクリッギング手法を結合させた条件付シミュレーション手法を開発し、確率場としての性質を明確に表現させるとともに、最終目標である多次元入力地震動の設定法を提案した。近年、水際線を重視した都市開発が進められているが、特に臨海部の開発地域では陸から海へと埋立て地盤が傾斜しており、また軟弱地盤でもあることから、このようなウォーターフロント開発地域の地下構造に対する耐震安全性の照査のための動的解析にもすぐに応用可能であることもわかった。

本研究の目的は、不整形地盤上における地震動が空間的に一様ではなく定常でないと考え、その時空分布がどの様な特性を有し、地盤の不整形性によってどの様に影響されるかを明らかにするとともに、均質な確率場としてはモデル化できない不整形地盤上の確率波をシミュレーションする手法を開発し、不整形性を含む環境下での構造物の多次元入力地震動の設定法を確立することであった。不整形地盤では、地震波の局所的な回折、散乱、屈折、反射などによって地盤の応答値が大きく変動するため、この様な不整形構造を反映させた時間、空間分布特性のモデル化に基づく、確率モデルとしての地震動のシミュレーション手法の開発が必要である。本研究では、不整形地盤上の地震応答のパラメトリックなケーススタディと、典型的な不整形境界を持つ2層地盤上での地震動からの全体的な挙動をマクロに捉えたドリフト成分のモデル化に関するプログラム開発と解析を行い、ランダム成分を重ね合わせていくつかのシミュレーションを行った。そして、カルマンフィルタとクリッギング手法を結合させた条件付シミュレーション手法を開発し、確率場としての性質を明確に表現させるとともに、最終目標である多次元入力地震動の設定法を提案した。近年、水際線を重視した都市開発が進められているが、特に臨海部の開発地域では陸から海へと埋立て地盤が傾斜しており、また軟弱地盤でもあることから、このようなウォーターフロント開発地域の地下構造に対する耐震安全性の照査のための動的解析にもすぐに応用可能であることもわかった。