波動伝播モデルによる強地震動下での地盤振動問題の解析的研究

点击翻译按钮获取中文摘要

軟弱地盤上に建設される構造物の動的相互作用を評価する際,有限要素法による時刻歴動的解析は非常に有効な手段である。しかし有限要素法は,実地盤と異なり地盤モデルが有限領域に限られるため,構造物から地盤に伝達される波動エネルギーが十分に散逸されず,構造物の応答に大きな影響を与えることになる。そこで本研究は,まず,境界部の波動エネルギーの伝達・吸収を目的とした既往の境界要素モデルそれぞれのメリット,デメリット,そしてその適用範囲について比較解析を実施した。そして,上記結果を踏まえて,より高精度な伝達・吸収を可能とする境界要素モデルを開発し,その妥当性を幾つかの例に対して検討した。まず,最新の研究を含む既往の境界要素に関しての文献調査結果に基づき,境界要素モデルの性能等について比較解析を実施した。ここでは,既往モデルの単独使用,あるいは特性を踏まえた複合使用を試み,それぞれの伝達・吸収特性について評価を行った。次に,既往モデルの特性を踏まえて,波動エネルギーのより高精度な伝達・吸収を可能とする境界要素モデルを開発した。特に既往の境界要素モデルにおけるデメリットや適用範囲の制限を改良することを目的とした。実際に使用した解析例は基板上の水平地表層のモデルであり,これを対象として有限要素に分割し,地震動が基盤から入力する場合の応答を算定した。得られた解析結果を観測されたデータとみなし,これを各振動数,速度,伝播方向の波動に分解した。そして,負の方向に伝播する波動を消去することにより境界要素モデルを作成した。他の数個の解析例に対しても良好な結果を得た。