一般座標系による3次元任意形状不整形地盤の地震応答解析

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1.半楕円体状不整形地盤モデルに対して,代数に生成した非直交の初期格子を逐次改良することにより「部分的に直交する一般座標系」,即ち「深さ」方向の座標曲線が他の2つの座標曲線と直交する座標系を生成し,リカッチ法を適用することによって地震応答解析を実施した。そして,3次元境界要素法による解析との比較により,その精度について検討を加えた。不整形地盤の応答特性において特に重要な意味を持つ長周期領域では概ね良好な結果が得られた。解析精度および適用範囲(有効帯域)は採用する一般座標系の密度,均質性に強く依存するのに対して,未だ一般座標系の生成過程でこれらの属性を任意にコントロールすることは難しい。従って,広帯域の解析を実現するためには,十分に密な座標系(格子)を採用し,付随する大規模な演算を効率的に行うための解析上のさらなる工夫が必要である。2.2次元,3次元不整形地盤の内部で生成される表面波に注目し,その分散性において等価な平行2層地盤の層厚(等価層厚)をもって,不整形地盤の幾何学的形状が地震応答特性に及ぼす影響を定量化した。等価層厚は外部半無限地盤の不整形地盤に対する拘束の強さに関係し,等価層厚が大きい程拘束が弱く,表面波のエアリー相が長周期側に遷移し,結果として優勢な表面波が生成されることを示した。また,直達波と表面波の干渉として,不整形地盤内の増幅特性の複雑な空間分布を簡易に説明できることを示した。3.レーリー・リッツ法により任意形状不整形地盤の固有振動数,固有振動モードを高精度で評価できることを示した。そして,不整形地盤から外部地盤への波動逸散効果を,不整形地盤内の媒質の減衰の効果として導入することにより,モーダル・アナリシスを展開し,不整形地盤の増幅特性を簡易に評価できることを示した。