散乱波の影響を考慮した多層地盤の地震応答解析法に関する研究

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サイト特性の評価を行なう場合には,水平に一様な境界面を仮定した1次元地盤モデルを用いて,重複反射法による解析が行なわれることが多い.しかし,このような1次元解析では観測データより得られる結果を十分に説明できない場合が少なくないことが知られている。このような現象の原因として,波動散乱が多くの研究者によって指摘されている。そこで本研究では,地層境界の不規則性による散乱波が地盤震動特性に与える影響を調べた.このようなに解析に適する手法として反射/透過行列法を選び,これを拡張することによって,地層境界の不規則性によって発生する散乱波を効率良く解析できる手法を提案した。すなわち,曲がった地層境界面をもつ地盤を,波動が伝播する際の位相の変化に着目して反射/透過係数行列の関数形を推定し,さらに近似を行なうことで反射・透過係数行列を直接計算する手法を提案した。提案手法を用いて,波動の散乱現象を考慮にした震動解析を行ない,波動散乱が地盤の応答性状に与える影響を検討した。散乱現象は地表面応答に対して,(1)周波数依存型の増幅特性を付加したり,(2)水平層を仮定した解析では得られないピークを与えることが確認された。特に散乱に大きく影響する因子は,境界形状の振幅であることがわかった.さらに,地盤の減衰を考慮すると,地盤の応答性状に対して,観測点直下近傍の地層境界の形状が大きく影響し,観測点から離れるに従って影響が小さくなることが確認された.