階層型解析を利用した都市強震動シミュレータの開発

基于层次分析的城市强地震动模拟器开发

• 批准号: 11115207
• 负责人: 堀 宗朗
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11115207/
• 关键词: 強震動; 数値解析; 波動伝播; 階層型解析; 境界要素法; 多重極展開法; 有限要素法

本研究では,階層型解析理論をもとに,高精度・高分解能の都市強震動シミュレータの開発を図った.このシミュレータは,都市の地盤・地殻構造に関する情報(GISを想定をインプットすると,10mの空間分解能と10Hzの時間分解能で,都市内各地点の強震動の上・下限をアウトプットするものである.シミュレータのプロトタイプをもとに,実用に耐えるよう,プログラムのチューンァップを行った.以下,具体的な成果の概要を示す.階層型解析の第1階層であるマクロ解析では10km程度の大きさの都市全域を対象とした,表層地盤・基盤・地質構造を考慮してモデル化し,多重極展開法を用いた境界要素法で数値計算をする.階層型解析の第2階層であるミクロ解析では100m程度の大きさの領域を対象とする.並列化計算を組み込んだ有限要素法を用いることで,地盤構造の他,微小地形や非線形性も考慮することが可能である.シミュレータの開発には横浜市のデータを用いている.これは横浜市強震ネットワークによって計測された強震動であり,横浜市自体,多数のボーリング計測によって地盤構造に関する情報も利用できるため,開発には適している.10程度の中規模地震に対して,実際に計算を行い,シミュレータの上下限解が計測された最大速度をはさむことを検証した.特に,微地形や地盤構造の才によって,強震動計測地点の近辺でも,10mのオーダーで速度分布や加速度分布に非常に大きなばらつきがみられることを実証した.変位・速度の波形に関しても,実測波形との比較を行い,高周波数成分の再現には改良の余地があるものの,少なくとも数Hzのオーダーでは十分精度良く,数値計算による再現が可能であることを実証した.

In this paper, the hierarchical analysis theory is applied to the development of urban strong vibration with high accuracy and high resolution energy. The spatial resolution energy of 10m and the temporal resolution energy of 10Hz are used to determine the upper and lower limits of strong vibration at various locations in the city. In addition to the above, it is also possible to use the following methods: The following is a summary of specific results. The first level of hierarchical analysis is the analysis of the whole urban area with a depth of 10km. The surface area, base plate and geological structure are considered. The multiple polar expansion method is used to calculate the value of the boundary element method. The second level of hierarchical analysis is the largest domain of 100m in size. Parallel calculation: finite element method is used to calculate the structure of the earth, and the non-linear terrain is considered. In the middle of the development process, the city's data center was developed. In the case of strong earthquake occurrence in Yokohama City, most of the information related to site structure is used to develop moderate earthquake of magnitude up to 10. In the case of actual calculation, the upper and lower limits of the solution are measured and the maximum velocity is detected. In particular, the microtopography and the structure of the site are very close to each other, and the velocity distribution and acceleration distribution of the strong vibration measurement site are very large. The waveform of the position and velocity is related to the comparison between the measured waveform and the measured waveform. The reproduction of the high frequency wave number component has room for improvement, and the reproduction of the low frequency wave number component has good accuracy. The numerical value calculation has the possibility of reproduction.

项目成果

M.Hori and K.Ichikawa: "Permeable flow analysis of cracked rock mass"International Journal of Soils and Foundation. 39/6. 1011-1018 (1999)

M.Hori 和 K.Ichikawa：“裂隙岩体的渗透流分析”国际土壤与地基杂志。

K.H. Kim and M. Hori: "Identification of ground structure using ACROSS"International Conference of Advances is Structural Engineering and Mechanics. -. 1416-1466 (1999)

K.H.

M. Hori and K. Oguni: "Bifurcation and stability analyses if initiation and evlolution of periodic defects"Localization and Bifurcation Theory for Soils and Rocks. -. 127-136 (1999)

M. Hori 和 K. Oguni：“周期性缺陷的起始和演化的分岔和稳定性分析”土壤和岩石的定位和分岔理论。

M. Hori and T. Ichimura: "Macro-Micro analysis for prediction of stronge motion distribution in metropolis"New Frontieres & Challenges. -. 8-12 (1999)

M. Hori 和 T. Ichimura：“大都市强运动分布预测的宏观-微观分析”新前沿

M. Hori and T. Koyama: "Numerical simuoation of grouting by two grout analysis methdos"J. Geotech. Eng., JSCE. 624/3-47. 21-30 (1999)

M. Hori 和 T. Koyama：“两种灌浆分析方法对灌浆的数值模拟”J。