地盤定数が軟弱地盤の地震応答に与える確率論的評価

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東北地方太平洋沖地震など近年の地震では、多くの強震記録が得られ、その周辺の構造物被害が明らかになっている。各地点で観測される地震動は、震源、伝播経路、サイトエフェクトによって決まる。このうち、表層の増幅特性に関連するサイトエフェクトが、地震ハザードを予測する上で極めて重要である。サイトエフェクトは様々な要因に影響されるが、その支配要因は必ずしも統一的に評価されていない。また、非線形サイトエフェクトを評価する上での解析ツールが不足している。本研究では、軟弱地盤のサイトエフェクトとそれを支配する要因の理解を深めるため、以下について検討し、成果を収めた。1.共同研究者のCarltonは、カリフォルニア大学バークレイ校の博士論文で、軟弱地盤の設計地震動スペクトルを予測するためのモデルを構築しており、本研究ではその妥当性を実測記録との比較検討により検証、その有効性を示した。2.限られた情報から地盤のS波速度を予測するモデルを既往のデータベースの回帰分析に基づいて構築し、その有効性を既往のデータベースを用いて検証した。3.地震時に地盤内に発生する最大せん断歪みを地盤情報と入力地震動のみから簡便に予測する方法を経験式、回帰分析などに基づき開発、その有効性を確認した。4.大地震後にS波速度の減少と回復が生じることを実測記録に基づいて明らかにした。5.これまで地表で観測された超非線形地震動から路頭基盤波を予測する手法がなかったが、本研究では、新たな理論に基づいて地表で観測された超非線形地震動から路頭基盤波を予測する手法を開発、その妥当性を実測記録に基づいて検証した。6.室内要素試験に基づいて、長時間継続した地震動と本震の30分後に生じた最大余震が液状化に与えた影響の定量的評価を試みた。