弾塑性確率有限要素法を用いた地表地震シミュレーターの開発

弹塑性随机有限元法地面地震模拟器的研制

• 批准号: 02J07677
• 负责人: 中川 英則
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J07677/
• 关键词: 地表地震断層; スペクトル確率有限要素法; 未固結被覆層

本研究は,地表地震断層問題の数値解析手法としてスペクトル確率有限要素法を開発し,モデル実験や実測例の再現を試みてその妥当性と有用性を検討するものである.始めに,地表地震断層問題を取り扱うために,非線形問題用に開発されたスペクトル確率有限要素法を,未固結層の地盤材料の非線形性に対処した効率のよい近似計算と計算アルゴリズムを開発した.次に,シミュレーションの妥当性を検証するため,二次元問題(正・逆断層)と三次元問題(横ずれ断層)のモデル実験の再現を行った.二次元問題では,底部に入力される強制変位の角度に応じて,断層が地表に出現する位置や必要な底部の変位量が変わるが,良好に再現することに成功した.三次元問題ではリーデル線と呼ばれる雁行状のせん断帯が発生する.離散化が荒いことや単純な構成則を用いたため,リーデル線の完全再現には至らなかったが,表面の雁行状せん断帯を計算することは成功し,実験で計測されたばらつきも含め,形状やせん断帯出現に必要な底部の強制変位量を良好に再現することができた.実地盤にスペクトル確率有限要素法を適用するため,入力データとなる未固結層の形状や材料パラメータ,基盤面や断層変位の方向を設定するための手順を検討した.上記の手順に基づき,野島断層と台湾集集地震の際に現れた車籠埔断層の再現を試みた.実測データや地盤種類に応じて未固結層の確率モデルの構築と基盤断層変位の設定を行い,地表に現れる断層の形状を計算し,実測データと比較を行った結果,良好な一致を得た.妥当性が検証されたため,ついで破壊確率を計算することでシミュレーションの有用性を検討した.破壊確率とは,地表に断層が発生する確率で基盤の変位量の関数として与えられる.計算された破壊確率から,地表に断層が発生する可能性が高い基盤変位量や確実に発生する変位量が予測され,震源断層のずれ変位や地表の断層変位量との比較から予測された変位量が妥当な範囲にあることが確認された.

In this study, the method of numerical analysis of surface seismic fault problems is based on the finite element method, and the test examples show that the data are appropriate and useful. At the beginning, the surface earthquake fault problem is based on the failure rate of the surface earthquake, and the finite element method is used for the non-shaped problem, and the failure rate of the non-shaped material is approximately calculated by using the finite element method. For the second time, we need to know the appropriateness of the two-dimensional problem (forward and inverse problem) and the third-dimensional problem (cross-sectional problem). We need to know how to do it again. Two-dimensional problems, the bottom of the force to force the position of the angle, cut off the surface of the surface to show the location of the necessary, the bottom of the quantity of space, good to see the success of the position. The problem of the third dimension is that the wild goose is in the shape of a wild goose. In this case, you can see that it is necessary to have a good position at the bottom, and then you can see it again. On the surface, you can calculate your success. You can see that it is necessary to have a good position at the bottom. The method of limited elements is used, the force is not fixed, the shape of the material is not fixed, and the direction of the base plane is set to set the direction of the device. In the past, we will try again after the earthquake in Chi Chi, Taiwan. In the field, the data is not fixed, the accuracy rate is not fixed, the data location is set, the shape is calculated, the results are compared, and the results are consistent. It is appropriate to determine the accuracy rate of breakage in order to calculate the usefulness. The accuracy rate of breakage is very high, and that of the ground surface is related to the number of digits. In order to calculate the probability of failure, the probability of failure on the surface of the earth, the possibility of failure on the ground surface, the possibility of failure on the ground, the possibility of failure on the surface, the possibility of failure on the ground, the possibility of failure on the ground, the possibility of failure on the surface, the possibility of failure on the ground, the possibility of failure on the ground, the

项目成果

中川英則, 堀宗朗: "スペクトル確率有限要素法を用いた横ずれ断層運動に伴う地表地盤の変形に関する研究"第11回日本地震工学シンポジウム論文集. 937-940 (2002)

中川英典、堀宗明：“利用谱随机有限元法研究与走滑断层运动相关的地表地面变形”第11届日本地震工程学会论文集937-940（2002）。

H.Nakagawa, M.Hori, K.Oguni: "Spectral Stochastic Finite Element Method for Surface Earthquake Fault Problem"The 4th International Conference on Computational Stochastic Mechanics, Kerkyra (Corfu), Greece. (2002)

H.Nakakawa、M.Hori、K.Oguni：“地表地震断层问题的谱随机有限元法”第四届国际计算随机力学会议，希腊 Kerkyra（科孚岛）。

中川英則, 堀宗朗: "スペクトル確率有限要素法を用いた横ずれ断層運動に伴う地表地盤の変形に関する研究"土木学会第57回年次学術講演会. 107-108 (2002)

中川英典、堀宗明：“利用谱随机有限元法研究与走滑断层运动相关的地表地面变形”，第 57 届日本土木工程学会学术年会 107-108（2002 年）。