土木学会論文集A1(構造・地震工学)
Online ISSN : 2185-4653
ISSN-L : 2185-4653
65 巻, 1 号
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地震工学論文集第30巻
  • 後藤 浩之, 澤田 純男, 小林 望, 山田 浩二
    2009 年 65 巻 1 号 p. 1-5
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    2007年能登半島地震で局所的な被害が発生した穴水町では,浅い地盤構造が局所的に変化していることが指摘されている.本研究では,弾性波探査で得られているK-NET穴水観測点周辺の浅い地盤構造を用いてその地震動応答特性を調べた.K-NET観測点に向かって層境界深さが深くなる地盤構造が見られるため,直下の層境界深さによる1次元的な影響と,層境界の不整形性により励起される波の2次元的な影響とが考えられるが,地表波形に対しては1次元的な影響が支配的であることを示した.また本震の再現解析では,K-NET観測点から50mほど離れた地点での最大速度はその8割程度となることを示した.ただし地盤内ひずみに関しては,水平方向の工学せん断ひずみ成分が最大で0.2%を示すため不整形性の影響が無視できないと考えられる.
  • 一ノ瀬 達郎, 盛川 仁
    2009 年 65 巻 1 号 p. 6-11
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    近年,GPS(Global Positing System)観測技術が急速に発達し,日本では国土地理院によるGPS連続観測システム網(GEONET)が整備されている.これに伴い,強震計に比べて長周期成分や大きな変位の補足に適したGPSが変位地震計として利用されつつある.本研究では,GPSを変位地震計として利用し,かつ,簡便に変位の時間的変化を測定する手法のための基礎的検討を行う.変位計測の簡略化のために本研究において提案する理論および手法の検証を行なうとともに,実地震時のデータに対して解析を行ない,GPSを用いた地震時変位の計測精度について議論する.その結果,現時点では,本研究で提案するような簡易な解析法では地震計として期待されるだけの十分な精度が得られず,その要因として今後検討すべき問題点を指摘するにとどまった.
  • 正坂 拓也, 高橋 千佳, 駒澤 正夫, 陳 慧慈, 盛川 仁
    2009 年 65 巻 1 号 p. 12-18
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    台湾島北西部は,台湾の経済を支える重要な工場等の施設が集中する地域である.このような地域において,地震動評価を適切に行い,地震対策をすすめることは重要である.その基本的な情報としての地盤構造を推定するために,地域の中心都市である新竹市周辺を対象として重力探査を行った.得られた重力値をもとに,ブーゲー異常を求め,さらに重力基盤を推定した.その結果,新竹市周辺で約200m,南東部の最深部においては1200mに達する基盤深度が推定された.重力基盤の起伏は非常に複雑で,これらの構造は地質学的に知られている向斜・背斜構造や断層と良い対応を示した.また,地震動の数値シミュレーションを行って地盤の物性値を決め,シミュレーション波の走時がある程度観測記録を説明できるモデルであることを示した.
  • 大橋 正, 杉戸 真太, 古本 吉倫
    2009 年 65 巻 1 号 p. 19-29
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    近年発生した地震における宅地造成地や道路盛土などの谷埋め盛土地盤(傾斜のある谷筋の造成盛土地盤)での被害は,周辺の切土部分と比較して地震時の加速度応答の増幅が著しく大きくなることから,被害程度も大きくなると云われている.これら谷埋め造成地盤では盆状の傾斜基盤である場合が多く,地震時応答特性のうち不整形基盤による影響があると考えられる.谷埋め盛土などの不整形地盤での地震動の増幅は通常谷軸方向成分の増幅が報告されているが,谷軸直角方向成分の地震動の増幅が斜面安定に与える影響を研究した事例は少ない.本研究では,幾何学的干渉やインピーダンス比及び周波数特性による谷軸直角方向成分地震動の増幅が,谷埋め盛土斜面に与える影響について検討を行った.
    研究成果として,谷軸直角方向の地震時増幅は谷幅Wと谷深さDや周波数特性に大きく関係し,斜面安定に大きく影響していることがわかった.また,実地震での崩壊事例として2007年能登半島地震での谷埋め盛土斜面崩壊地点において,本研究で提案する谷軸直角方向の不整形地盤を考慮した安定性評価方法により,崩壊現象をうまく説明できることがわかった.これら一連の検討の結果,谷埋め盛土斜面の地震時安定度評価においては,谷軸直角方向の谷形状効果を適切に見込む必要があることを示した.
  • 澤田 茉伊, 志波 由紀夫, 小国 健二
    2009 年 65 巻 1 号 p. 30-37
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    長大構造物や地盤の多点同時の加速度計測を行うための無線センサネットワークでは,センサノード間の時刻同期精度の確保が必須課題である. 本論文では,タイムスタンプによる無線センサネットワークの時刻同期手法を提案する. 本手法の特徴は,i) 通信性能に優れた無線装置を採用したことと,ii)各センサノードに2つのCPUを搭載し,加速度データの計測処理とタイムスタンプの発行・記録処理とを分業化したこと,である. 本手法を実装した無線センサネットワークシステムの試作機について,実構造物内で時刻同期精度の検証実験を実施し,センサノード間の無線送受信が安定的に行われ,高精度かつロバストに時刻同期を確保できることを確認した.
  • 神山 眞, 松川 忠司, 片岡 俊一
    2009 年 65 巻 1 号 p. 38-51
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    仙台市圏で展開されているアレー強震観測システムSmall-Titanにより約10年間にわたり記録された強震記録を利用したローカルサイト増幅特性が分析される.同観測システムの20観測点における地震動増幅スペクトルがスペクトル比法により求められる.同様に計測震度を対象とした増幅度も経験的に求められ,増幅スペクトルとの相関が算定される.さらに,これらの強震記録による増幅特性は常時微動観測による増幅特性,地盤の平均S波速度パラメータと比較考察され,強震動の増幅特性は常時微動により算定されるローカルサイト特性と高い相関を有することが述べられる.また,常時微動のH/Vスペクトルにより強震動の増幅スペクトルを推定する簡易手法がこれらの比較考察に基づき提案される.
  • 村田 晶, 小野 寺大, 宮島 昌克, 池本 敏和
    2009 年 65 巻 1 号 p. 52-58
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    建物の地震被害に大きな影響を与える要素として,地震動特性については,近年飛躍的に発展を遂げた国内各種の強震観測網により,多くの情報が得られるようになった.しかし,能登半島地震のように地方では震度情報しか得られない事例も見られ,被害を推定するためにはより正確な地震動の推定が求められる.そこで本研究では,このように情報の少ない地区で地震動を推定するために,周辺の地震記録と常時微動観測を用いた地震動波形の推定を行うことで,建物被害との関係について検討を行う.その結果,推定した地震動と建物被害との関係を地震動の強さだけでなく地震動と建物の共振による被害について考察した.
  • 香川 敬生
    2009 年 65 巻 1 号 p. 59-64
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    経験的地震動評価法に断層破壊およびその進行による影響の導入を試みた.経験的手法は平均的な地震動を効率的に与えることができ,情報の少ない地域での強震動予測や短時間で地震動分布を推定する必要のある緊急地震速報などにおいて効果的な手法である.また,等価震源距離の概念によって断層の非一様破壊の影響が導入されるなど,その高度化が図られている.しかし,震源近傍地震動に影響の大きいForward Directivity, Radiation Patternといった効果を十分に表現することはできない。ここでは,より現実的な地震動分布を表現するために,経験的地震動評価法のパラメータに破壊開始点を導入し,断層破壊による地震動放射と破壊進行による影響の補正を試みた.その際,上記の効果を含んだ断層モデルによる地震動分布との比較を通じて,各効果の重み付けを検討した。その結果,従来よりも現実的な地震動分布を得ることができた.
  • 中村 真貴, 原田 隆典, 王 宏沢, 齊藤 将司
    2009 年 65 巻 1 号 p. 65-74
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    本論文では,常時微動H/Vスペクトル比と近傍の強震観測点の地震動記録のみを用いて未観測点の地震動を推定する方法を提案する.本提案式では,「上下動の増幅特性を表す係数」と「常時微動と地震動H/Vスペクトル比の違いを表す補正係数」の2つの係数が,地点毎に計測される常時微動H/Vスペクトル比の特性から推定できることを示した.2地点間距離が3~6kmと短い宮崎県内のK-NET観測点とFDMA(消防庁)観測点並びに,福岡市内の地震動記録と常時微動記録を用いて地震動推定法の推定精度を検証し,これら2つの係数に地点毎の地盤振動特性を考慮することにより,短周期地震動(周期0.1秒から2秒)の推定精度が向上することを示した.
  • 安井 譲, 野口 竜也, 橋本 勇一, 中谷 英史, 香川 敬生
    2009 年 65 巻 1 号 p. 75-81
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    福井平野で既に行われている微動アレイ観測に基づく地盤速度構造を照査・検討することを目的として福井平野西縁部の4つのアレイ観測点を通る南北の測線において詳細な微動H/V観測と重力観測を行った.重力観測は基盤が露頭していると考えられる東西の山地についても実施した.また,微動H/V探査ではH/Vスペクトルの2つのピーク振動数に着目して沖積層から地震基盤までの地盤構造を逆推定する簡易的な方法を提案している.微動H/Vスペクトルと重力観測から推定した新第三紀層や地震基盤の深さはアレイ観測の結果と一部不整合な部分が見受けられるものの,その大まかな形状は一致した.
  • 野口 竜也, 足立 正夫, 田原 一志, 山下 毅, 西田 良平
    2009 年 65 巻 1 号 p. 82-87
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    浜田市では1872年浜田地震(M7.1)の際,甚大な被害が発生したとの記録があり,特に市街地で被害が甚大であったとされる.そこで本研究では,浜田市街地において4地点の微動アレイ観測の実施ならびに既往の研究で得られている単点3成分観測記録を用いて地盤構造の推定を行った.微動アレイ観測記録の解析から,S波速度100~3200m/sの地下構造モデルを推定できた.浜田市内の沖積層のS波速度は100~150m/sであった.H/Vのピークは明瞭な単峰型が多く,その周期は0.2~0.8秒で浜田川沿いの市街地で周期が長くなることがわかった.S波速度構造,H/Vの特徴から軟弱な沖積層が市内全域に広く分布していることがわかった.基盤深度については,基盤岩(Vs=800m/s層)までの深さは最深部で約50mであり,地震基盤相当の最下層(Vs=3000m/s相当層)までの深さは,最大で約800mであることがわかった.
  • 宮本 崇, 本田 利器
    2009 年 65 巻 1 号 p. 88-96
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    本研究は,構造系の非線形挙動に対する地震動の影響を評価することを目的として,対象とする構造系を単純化した構造モデルの応答値を地震動の特徴指標として利用することを提案した.このとき,構造系の持つ不確実性の影響を地震動の評価の際に考慮するために,構造パラメタに変動を与えたモンテカルロシミュレーションを行うと特徴指標は確率分布として得られる.そこで,本研究では確率分布間の距離の一つであるKLダイバージェンスを利用して地震動の相違を議論する手法を提案し,数値解析によりその有効性の検討を行った.
  • 足立 正夫, 野口 竜也, 小村 紘平, 西田 良平
    2009 年 65 巻 1 号 p. 97-103
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    本研究の対象とする島根県東部の平野部では,過去の被害地震において震源から離れているにもかかわらず,被害が生じた地域であることが報告されている.その原因として地盤震動特性,地盤速度構造が少なからず影響したものと考えられる.そこで出雲平野および松江平野において微動アレイ観測および重力異常データに基づき推定された地盤構造について検討を行った.微動データによるS波速度構造と重力データによる2次元解析結果と比較すると,S波速度2000~2500m/s層までの深度と近い値を示すことが分かった.この結果を踏まえて3次元解析を行い,面的に基盤構造を把握することができた.
  • 王寺 秀介, 神原 隆則, 澤田 純男, 岩田 知孝
    2009 年 65 巻 1 号 p. 104-110
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    経験的評価手法である距離減衰式に地震断層の震源特性である破壊開始点及び破壊進行方向の影響の導入を試みた.具体的には,既存の等価震源距離に基づく距離減衰式を用い,等価震源距離の計算にディレクティビティ効果を導入する方法を提案した.この手法では,モーメントマグニチュードと震源距離の他に,震源特性であるすべり量分布や破壊開始点,破壊進行方向を設定できる.提案した手法を1995年兵庫県南部地震に適用し,観測された震度分布と比較することによって,その妥当性を示した.さらに,実在する地震断層を対象とした地震動解析を行い,提案手法とハイブリッド法による震度分布を比較することで本手法の有用性を示した.
  • 久世 益充, 杉戸 真太, 古本 吉倫, 川出 真嗣, 田口 孝則
    2009 年 65 巻 1 号 p. 111-117
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    著者らによる震源スペクトル推定法,アスペリティ分布推定法を用いた震源特性の推定法を適用し,過去の地震における,任意の着目地点での地震動算定を試みた.2003年十勝沖地震を対象に,両手法による推定を行い,推定結果に基づいて地震動予測法EMPRのモデルパラメータを補正し,地震動算定を行った.対象とする地震の震源特性を観測記録に基づいて適切に補正することにより,より精度の高い地震動を再現できる傾向を確認でき,本手法の有効姓を示すことができた.
  • 西川 隼人, 池本 敏和, 宮島 昌克
    2009 年 65 巻 1 号 p. 118-127
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    本論文では地震波形が得られていない自治体観測点を対象として,最大加速度とスペクトルの卓越振動数からサイト特性を推定する手法を提案する.まず,関西地方のK-NET,KiK-net観測点の地震記録を用いてスペクトルインバージョンによって,経験的なサイト特性を求めた.続いて,最大加速度の地盤増幅度とサイト特性,基盤スペクトルの関係式を導き,実観測記録においても関係式が概ね成り立っていることを明らかにした.サイト特性を推定するにあたり,地震動スペクトルの卓越振動数と1次ピーク振動数をパラメータとするサイト特性モデル式を考案し,各観測記録に対してサイト特性を推定した.推定したサイト特性とインバージョンによるものを比較したところ,ほとんどの観測点でサイト特性の形状や増幅度がよく対応していた.
  • 平井 俊之, 澤田 純男
    2009 年 65 巻 1 号 p. 128-136
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    地震動の強さを評価するための指標として地震動エネルギーに着目し,国内の地震観測記録を用いモーメントマグニチュードと等価震源距離を説明変数として地震動エネルギーの距離減衰式を求めた.距離減衰式のばらつきや,本震と余震との関係から,地震動エネルギーの方が最大加速度値や最大速度値よりも地震の規模や距離に応じて安定的に地震動の強さを評価できることが分かった.また,ウエーブレット変換により地震動エネルギーの周波数特性について検討した.地震動エネルギーの特性は,オメガスクエアモデルと整合しており,地震動の強さを評価する指標として合理的であることがわかった.
  • 古川 愛子, 大塚 久哲, 内海 寿紀
    2009 年 65 巻 1 号 p. 137-148
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    本研究では,基盤面および地表面段差型不整形地盤の地震時最大軸ひずみを簡易に推定する手法に関して検討を行った.まず,最大軸ひずみの特徴を調べるために,層厚·傾斜幅·せん断波速度の様々に異なる53通りの不整形地盤の有限要素解析を行った.最大軸ひずみの推定式は,不整形性によって生じる速度差が生む運動エネルギーが,地盤がひずむことによるひずみエネルギーで受け持たれるとの仮定の下,段差部両端の水平地盤の最大速度応答差の1次式として得られた.推定式に必要な速度応答差を算定する手法として,1自由度モデルと成層地盤モデルを用いた1次元地震応答解析を採用した.有限要素解析結果と推定式による簡易推定結果の比較を行い,簡易推定手法の有用性を検討した.
  • 蒋 景彩, 山上 拓男, NGUYEN Bao Viet
    2009 年 65 巻 1 号 p. 149-155
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    地震時斜面のすべり量を評価する従来のNewmark法は,1)すべり面形状を直線又は円弧と仮定する,2)地震前のすべり面を一つに特定してそれに沿う永久変位量のみを見積もる,3)地震中の限界震度を一定とする,など様々な問題点を有している.著者らはこれらの問題点を克服するため,FEMによる地震応答解析,FEM応力場における臨界すべり面探索法,およびNewmark永久変位の概念を結合して,地震時斜面のすべり量を予測する新しい方法を開発した.本稿は,弱面を有する盛土斜面および過去の地震による造成盛土斜面の被害事例に本提案法を適用し,非線形FEMによる変位量との比較検討を行い,その妥当性と有用性を検証したものである.
  • Yoshiya HATA, Koji ICHII, Seiji KANO, Takashi TSUCHIDA, Liming LI, Nor ...
    2009 年 65 巻 1 号 p. 156-165
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    Conventional seismic design methods for embankments do not consider the effect of vertical ground motions; however, the level of vertical seismic motions in recent earthquakes was powerful and could have affected the horizontal response of structures located within the zone of shaking. A method to consider the dynamic interaction between horizontal and vertical seismic response is proposed. The proposed method is based on the equation of motion of the SDOF model and uses a cross spring for the interaction between horizontal and vertical movement of the mass. Based on a dynamic centrifuge test, it was shown that the proposed cross-spring model was able to suitably evaluate the seismic response of the embankment both in the horizontal and vertical directions.
  • 日置 和昭, 紙谷 恵介, 長谷川 昌弘, 本郷 隆夫
    2009 年 65 巻 1 号 p. 166-171
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    本研究では,液状化対策としてのプレローディング工法の改良効果を表現し得る指標について考察すること,改良効果の簡易予測手法を提案すること,等を目的に,繰返し定体積一面せん断試験を実施し,液状化強度の視点から砂質土の過圧密効果について種々の検討を行った.その結果,1)プレローディング工法による改良効果を表現し得る指標としては,圧縮指数Ccが有効であること,2)プレローディング工法による改良地盤の液状化強度は,圧縮指数Ccと過圧密比OCRから簡易的に予測し得ること,が明らかとなった.
  • 原 忠, 國生 剛治, 村端 敬太, 田中 正之
    2009 年 65 巻 1 号 p. 172-179
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    細粒分含有率や相対密度の異なる砂質土について,貫入試験を三軸供試体中で簡便に行えるように開発された三軸試験機により,コーン貫入試験および繰返し非排水三軸試験を連続して行った.コーン貫入試験や繰返し非排水三軸試験結果から,非塑性な細粒分を含む砂質土の貫入抵抗値や液状化強度は,細粒分含有率が0%から20%に増加する間に大幅に低下することがわかった.一方,非塑性な細粒分を含む砂質土のコーン貫入抵抗値と液状化強度の関係は,相対密度や細粒分含有率が異なる場合であってもユニークな直線関係を示すことが分かった.
  • 齊藤 将司, 原田 隆典, 森 源次, 王 宏沢, 中村 真貴
    2009 年 65 巻 1 号 p. 180-187
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    地表面に鉛直方向の調和振動荷重を作用させたときに地表面の2地点間を伝わる波の速度(位相速度)の振動数依存性の情報から表層地盤構造と地盤物性値を推定する方法を示す.実データによるこの方法の検証の前段階として,真値地盤として構造の異なる表層3層の水平成層地盤の3つのケースを想定し,実際には地盤の層数も未知数であることを考慮するために,設定する地盤の層数を5層とした初期地盤を設定し,数値実験により本推定法の検証例を示す.これらの数値実験データに基づく本推定法の検証を通して,いずれのケースにおいても真値地盤を完全に推定できることを示した.また,収束が不十分でも実用上許容きる範囲で推定できることを示した.
  • 安田 進, 石田 栄介, 細川 直行
    2009 年 65 巻 1 号 p. 188-194
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    地震時における液状化は種々の被害を生じるため,その危険地区を推定するハザードマップの作成が近年各地の自治体等で行われてきている.これは大変重要なことであるが,作成されたハザードマップには種々の不確定さが含まれている.そこで,まず現在行われているハザードマップ作成方法を概観し,その作成において仮定していることと,そこに含まれている不確実さに関していくつか検討してみた.その結果,液状化の判定方法やボーリングデータの利用などに多くの不確実さを含んでいる可能性が指摘された.また,液状化の予測結果を表示する方法にも問題があることが指摘された.
  • 辻原 治, 山中 悠資
    2009 年 65 巻 1 号 p. 195-201
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    地盤震動の鉛直アレー観測が実施されるようになり,これらを用いた地盤同定が行われるようになった.これまでに,いくつかの方法が提案されており, S波速度の構造を推定することについては成果を上げているものの,減衰特性値の推定については,その精度向上が課題となっている.本研究は,Q値(減衰特性値)の感度を利用し,周波数ごとにQ値を同定するスイープ法に基づき,より明瞭な情報が抽出できるように手法を改良した.そして,KiK-net観測網の同一地点について,いくつかの異なる地震の際に得られた地盤震動記録から減衰特性の推定値の整合性について議論した.
  • 畑 明仁, 志波 由紀夫
    2009 年 65 巻 1 号 p. 202-213
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    平成19年度に原子力学会において制定された「原子力発電所の地震を起因とした確率論的安全評価実施基準」においては,地盤物性のばらつきに起因する地盤応答のばらつきを等価線形解析にモンテカルロシミュレーションを適用することにより評価することが示されている.本検討では,等価線形解析における地盤物性のばらつきと地盤応答のばらつきの関係を把握するために,単純な一次元地盤モデルを対象に,地盤の初期せん断剛性G0,せん断剛性のひずみ依存性G/G0γ関係,減衰のひずみ依存性hγ関係のそれぞれを確率的に変動させモンテカルロシミュレーションを行って,その応答値の変動特性を分析した.その結果,応答値のばらつきに与える影響はG/G0γ関係,G0hγ関係の順に影響が大きく,G/G0γ関係の影響がとりわけ大きいことを確認した.また,最大応答値を地盤物性の収束値に対応する固有周期で整理すると,個々の応答の挙動は応答スペクトルにより概略評価できることを確認した.また,2点推定法により推定した応答のばらつきとモンテカルロシミュレーションの結果を比較し,2点推定法による予測の問題点を応答スペクトル特性の観点から考察した.
  • 清野 純史, 井上 佳樹, 清水 謙司
    2009 年 65 巻 1 号 p. 214-221
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    本研究では,2007年7月16日の新潟県中越沖地震で発生した新潟県柏崎市での埋設管の長柱座屈と柏崎市の不整形地盤の関係を地盤応答解析により考察した.不整形地盤に入射する地震波によって発生する地盤のひずみは,埋設管に大きな影響を与えるものと考えられる.そこで,本研究ではまず当該地盤をモデル化し,SH波入射,P-SV波入射に対する応答倍率,地盤ひずみを求め,基礎的な検討を行なった.そして新潟県中越沖地震で実際に観測された加速度時刻歴を入力波として用いることにより,埋設管が存在する位置における地盤の挙動を検討した.ここでは特に地盤ひずみに着目し,時間の経過とともに埋設管位置での地盤ひずみがどのように変化するのかについての検討も行なった.
  • 宇野 州彦, 塩尻 弘雄, 川口 和広, 仲村 成貴
    2009 年 65 巻 1 号 p. 222-235
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    本研究では,実在のSRC建物で得られた観測記録を用いてモデル化の妥当性を検証し,その地盤モデルを用いたRC建物や高架橋の橋脚モデルに対し,解析手法や境界条件,地盤のモデル化範囲が動的相互作用を考慮した地盤-構造物系の地震時挙動にどのような影響を及ぼすのかを検討した.結果から,SRC建物の場合,動的相互作用の影響も小さいことから解析値は観測値とよく一致し,モデル化の妥当性を示すことができた.またRC建物や橋脚モデル等の重量構造物では,動的相互作用の影響が大きく,地盤のモデル化範囲の影響を大きく受けることが分かった.そこで,今回提案するPMLを橋脚モデルの地盤境界に用いることで,モデル化範囲が小さな場合でも良好な解析結果を得ることができた.
  • 鈴木 猛康
    2009 年 65 巻 1 号 p. 236-243
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    地下構造物の縦断方向の耐震設計に用いられている応答変位法は,簡便かつ合理的であるため,多くの耐震設計指針に採用されている.しかし,応答変位法は,線状地下構造物を梁と仮定しているため,断面の大きな地下構造物の寸法効果を再現することはできない.そこで,線状地下構造物に対する応答変位法の適用性を検討するため,本論文では,比較的口径の大きな共同溝,上水道,大口径道路トンネルという3タイプのトンネルを対象とし,トンネルの軸方向地震時挙動に関する応答変位法とFEM解析の比較を行っている.また,軸ひずみ伝達率を指標として両者の解析結果を比較し,応答変位法の適用性について,定量的な評価を行っている.
  • 齋藤 聡, 長嶋 文雄, 工藤 伸司, 土屋 尚登
    2009 年 65 巻 1 号 p. 244-254
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    近年,古レール造跨線橋の耐震診断として,非線形特性をH型断面の鋼部材と仮定し,計算した例があるが,あくまでH型断面の評価,非線形特性も完全弾塑性型としてモデル化したものであり,降伏点以降のモデル化が適切に評価されているかどうかわからない実状がある.本論文では,古レール造乗換え跨線橋の耐震診断を行うにあたり,未解明である古レール柱の復元力特性について明らかにすることを目的とした.具体的には,古レール単柱に一定軸力の下,交番載荷試験を行い,古レール柱の履歴曲線を本試験より求め,復元力特性を適切に評価した.本検討結果について報告する.
  • 有賀 義明
    2009 年 65 巻 1 号 p. 255-262
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    1999年台湾集集地震では,地表に出現した断層変位によって石岡ダムが大きな被害を受けた.こうした事例から,地表の断層変位に対する構造物の安全性評価の必要性が改めて認識される.地表に現れる断層については,正断層,逆断層,横ずれ断層,蝶番断層などの形態が想定され,断層変位に対する安全性を評価するためには,様々な形態の断層に対応した解析が必要になると考えられる.そこで,本研究では,地表の断層変位に対する構造物の安全性評価法の開発を目的に,解析モデルの境界条件と地震波の入力方法を工夫することによって,断層変位に対するダムの安全性を評価するための三次元動的解析法を検討した.提案法の適用可能性を検討するために,堤高100mのコンクリートダムを仮定した事例解析を行った.その結果,提案法を活用することにより,逆断層,横ずれ断層,蝶番断層などを模擬した,ダム-断層連成系の三次元動的解析が可能であることを示す結果が得られた.
  • 鈴木 崇伸
    2009 年 65 巻 1 号 p. 263-272
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    地中構造物の特徴として,空間的に広がりを持つ点があげられる.軸変形解析は地盤条件の異なる地点を通過することからも,地震動の入力方法が問題とされる.いろいろな方法が提案されているが,本研究では定常波モデルに注目して,境界条件や地盤バネモデルの影響の検討を解析的に行った.自由境界や固定境界,さらに地盤バネの降伏する条件を解析的に定式化することにより,簡単な計算式により軸変形解析を可能とした.提案する計算式を用いて簡単なシミュレーションを行い,境界条件と降伏の条件の影響を分析している.
  • 宇野 裕恵, 松田 泰治, 宮本 宏一, 柚木 浩一, 長 悟史, 田中 翔, 篠田 隆作
    2009 年 65 巻 1 号 p. 273-282
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    近年,III種地盤では共振しにくい橋として,多点固定橋が適用されている.しかし,多点固定橋では,温度変化やクリープ等による桁の伸縮に起因する不静定力により,地震時の挙動に影響を及ぼす.PC多点固定橋では,不静定量のうちクリープ等の影響は地震時の設計に見込まれているが,温度変化の影響は見込まれていない.本論文ではPC多点固定橋を対象に,温度変化による桁収縮が地震時に及ぼす影響を評価した.検討結果より,PC多点固定橋では地震時応答への不静定量の影響は大きいものの,温度変化の影響は大きくないことが明らかとなった.これは,常時状態で不静定量により橋脚断面が決定されており,不静定量に占める温度変化の影響はクリープ等に比べて小さいためである.
  • 豊岡 亮洋, 室野 剛隆
    2009 年 65 巻 1 号 p. 283-290
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    本研究では,速度構造の異なる2種類の普通地盤上に建設された杭基礎を有する免震橋梁を対象として,構造物-基礎-周辺地盤-自由地盤を一体としてモデル化することで,地盤による地震動の増幅特性を評価するとともに,慣性力および地盤変位相互作用の両者がL2地震時の構造物全体挙動に及ぼす影響を検討した.その結果,免震構造の採用により慣性力の相互作用自体は軽減されるものの,相対的に地盤変位の影響が大きくなるため杭頭部の最大モーメント応答はほとんど変化せず,また慣性力相互作用の影響が少ない深い位置では地盤変位により大きなモーメントが発生することが確認された.このことから,普通地盤に分類される良好な地盤であっても,地盤変位の影響を適切にモデル化する必要性があることを示した.
  • 庄司 学, 渋井 拓也
    2009 年 65 巻 1 号 p. 291-305
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    本研究では,卓越周期が2秒から20秒程度で,数分以上の継続時間となる長周期地震動を取り上げ,これらに対するPC斜張橋の地震応答特性を明らかにするとともに,長周期地震動に対する制震ダンパーの有効性を検討した.主要動の作用によって主塔頂部が大きな応答変位を示す結果,ケーブル全体に張力変動が生じ,主塔近傍に向かって桁の軸力変動が大きくなること,また,後続波の作用によって,ケーブル両端部近傍において張力変動が生じ,主塔近傍に向かって桁の軸力変動が漸増するとともに,主塔基部の残留曲率が大きくなることが明らかとなった.また,制震対策のポイントとしては,主要動が作用する段階で主塔頂部の応答変位とケーブルの張力変動を効率的に低減することと言え,そのためにはダンパーの減衰係数比を極端に低くしない範囲で降伏速度を低く設定し,目標減衰力を高く設定する必要がある.
  • 堺 淳一, 運上 茂樹
    2009 年 65 巻 1 号 p. 306-316
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    被災発見後に速やかに被災診断を行い,余震の影響を適切に考慮して残存耐震性能を評価する手法とともに,即効性のある復旧工法を用いて迅速かつ合理的に機能回復を図るための応急復旧技術の開発が必要とされている.本研究では,柱基部で曲げ破壊する鉄筋コンクリート橋脚を対象として,被災後の余震の影響を調べるとともに,迅速な応急復旧工法に対する要求性能を整理し,即効性のある応急復旧工法を提案し,その効果を評価するために振動台加震実験を行った.即効性のある復旧工法としては,速乾性の材料を用いた炭素繊維シートによる修復と機械式に定着された繊維バンドによる修復を提案し,これらの工法により,被災前の状態に比べて剛性は低下するが,曲げ耐力,変形性能ともに損傷前と同程度またはそれ以上の性能が確保できることを示した.
  • 梶田 幸秀, 大塚 久哲, 坂口 和弘
    2009 年 65 巻 1 号 p. 317-324
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    本研究では,橋の補修に優先順位をつけるために橋梁の安全性を総合的に評価することを目的とし,損傷を有する鋼製トラス橋を対象に活荷重漸増解析ならびに地震応答解析を行ない,橋梁全体の挙動の把握および損傷箇所・損傷種別の違いが橋梁全体の安全性に及ぼす影響について検討を行なった.その結果,大きな軸力が働く支点近傍の斜材が破断すると,活荷重作用時・地震時ともに橋梁の安全性が低くなることがわかった.また,地震応答解析において一部分の大きな損傷よりも軽微な損傷でも広範囲に損傷が広がっていると安全性がより低下する可能性があることが分かった.
  • 坂井 公俊, 室野 剛隆
    2009 年 65 巻 1 号 p. 325-332
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    構造物の地震時損傷程度は,最大応答値や繰り返し回数よりも,正側負側最大応答値の平均を用いることで精度よく評価可能であるといった報告がされている.そこで本検討では,地震動特性の違いと構造物応答の非対称性の関係について,観測記録に基づいた検討を行った.まず,片側所要降伏震度スペクトル,両側所要降伏震度スペクトルといった構造物応答の非対称性を簡便に表す指標の定義を行い,多数の記録に対して両側震度-片側震度の比を算定した.その結果,構造物の周期が長いほど地震時に片振れの傾向が強いこと,内陸活断層,海溝型といった地震発生種別による両振れ,片振れの傾向は見られないこと,震源に近付くにつれて構造物は片振れの傾向を強く示すことが分かった.
  • Lei Wang, Osamu KIYOMIYA, Tongxiang An
    2009 年 65 巻 1 号 p. 333-344
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    Yunnan province is one of the populated areas in China where earthquakes have frequently happened especially in recent years, meanwhile a large number of highway bridges have been designed and constructed in Yunnan, whose seismic resistance design is implemented according to the <Specifications of Earthquake Resistant Design for Highway Engineering>(JTJ004-89). Since October 1st 2008 the <Guidelines for Seismic Design of Highway Bridge> (JTG/T B02-01-2008) has been released, that has radically revised the guiding concept and performance requirement for the bridge seismic design. Then what level the bridges that have been designed and constructed before the date line are at according to the revised specification, what level according to the current <Specification for Japanese Highway Bridges> that is considered more advanced in the world, and what are the differences between the Chinese specification and the Japanese one are studied. In this paper, a representative expressway bridge in Yunnan respectively according to the Chinese old, revised specifications and Japanese specification is analyzed. This calculation brings some helps to the construction of the highway bridge in Yunnan.
  • 三好 俊康, 吉田 誠, 田代 聡一, 合田 和哉, 清宮 理
    2009 年 65 巻 1 号 p. 345-353
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    控え工を有する矢板式岸壁を対象としたグラウンドアンカー設置による耐震補強工法の性能評価・効果確認を目的として,模型振動台実験および二次元有効応力解析を実施した.入力地震動として平成7年兵庫県南部地震によるポートアイランド観測波を使用した.振動台実験の結果,アンカー補強により鋼矢板の残留水平変位が2~3割程度低減することを確認した.実験結果と二次元有効応力解析結果を比較した結果,数値解析により実験結果をほぼ再現することができた.
  • 長澤 和幸, 折田 修一, 大島 宣昭, 遠山 典秀, 中西 啓二, 下戸 芳寛
    2009 年 65 巻 1 号 p. 354-367
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    本報は,原子力発電所の機器・配管支持構造物の基礎ボルトに,地震力のような動的荷重が作用した場合の定着部の性能を確認するために行った加振試験について示すものである.加振試験としては,(1)基礎部に動的引抜き力を作用させる引抜き力加振試験,(2)動的せん断力を作用させるせん断力加振試験,(3)実機機器の模擬試験体に観測波等を入力した実機模擬加振試験の3種類の試験を行うと共に,加振試験後に内部損傷調査と残留耐力を確認するための引抜き試験も実施した.その結果,現行の設計式に基づいて設計された基礎ボルトは,動的荷重に対して十分な安全余裕を有すると共に,動的荷重載荷後においても,設計許容値以上の引抜き耐力を有していることを確認した.
  • 葛 漢彬, 藤江 渉, 津村 康裕
    2009 年 65 巻 1 号 p. 368-377
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    本研究では無補剛箱形断面,補剛箱形断面の単柱式鋼製橋脚について,実務で多く用いられているはり要素を用いた解析により,これまでに提案したシェル解析に基づく損傷度指標と同程度の精度で延性き裂発生評価を可能にする簡易な手法を検討し,併せて延性き裂照査法を提案する.そのために,延性き裂発生箇所近傍のひずみ集中現象を補正する係数を導入した損傷度による評価手法について検討し,はり解析による延性き裂の発生の評価を試みる.実験結果との比較により,本手法はシェル解析による手法の場合と同程度の精度で延性き裂発生予測が可能であることが確認できた.
  • 柚木 浩一, 松田 泰治, 宇野 裕惠, 宮本 宏一
    2009 年 65 巻 1 号 p. 378-387
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    既設橋梁などの耐震補強検討に対してよく使用される摩擦履歴型の制震ダンパーはその特性が抵抗力-速度の関係で表されるが,速度依存性が小さいため,解析時には抵抗力-変位の関係でモデル化されることがある.本検討では抵抗力-速度の関係でモデル化した場合と,抵抗力-変位の関係でモデル化した場合の応答値を単純なモデルで動的解析によって比較している.その結果,固有周期差等によっては応答が大きく異なる場合があることが明らかになり,ダンパーを使用して解析する際のモデル化上の留意点を示した.
  • 櫻井 光太郎, SATHIPARAN Navaratnarajah, 目黒 公郎
    2009 年 65 巻 1 号 p. 388-392
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    発展途上国における甚大な地震被害の主な理由として,無補強組積造住宅の倒壊が挙げられる.本研究では,組積造住宅の中でも工学的な扱いがもっとも困難な,整形されていない石積み組積造の耐震補強法として,PP-band工法の適用性を検討する基礎的な実験を行う.PP-band工法とは,通常は荷造りに使われるポリプロピレン(polypropylene)製の紐(PP-band)を用いた施工が簡単で安価な耐震補強法である.不整形石積み組積造の基本的な挙動の理解とPP-band工法の効果を評価するために,せん断,圧縮,引張り試験,さらに補強·非補強の不整形石積み組積造壁供試体を用いた面内·面外破壊実験を行った結果,PP-band工法が不整形石積み組積造の補強法として高い効果があることがわかった.
  • 桐生 郷史, 室野 剛隆, 盛川 仁
    2009 年 65 巻 1 号 p. 393-398
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    著者らは,既設開削トンネル外側の側面に免震層(変位吸収層)を配置して地震外力の低減を図る工法を開発してきており,免震層の材料としては,ポリビニルアルコール系ポリマー材(以下,ポリマー材)という柔軟な材料を用いることで,実用性を高めた工法(以下,ポリマー免震工法)としている. 本論文は,ポリマー免震工法を検討する際,ポリマー材の非線形モデルとして既往の土の非線形モデルを適用できる可能性について検討した.非線形モデルの骨格曲線の違いは,地震時の構造物の応答に影響を与えるが,履歴減衰の違いは,ほとんど影響を与えないことが示された.その結果,地震時の構造物の応答は,ポリマー材に既往の土の非線形モデルを用いて十分に推定できることを確認した.
  • 若木 伸也, 高橋 良和, 澤田 純男
    2009 年 65 巻 1 号 p. 399-405
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    本研究では,コンクリート円柱供試体のX線CT画像から,内部構成情報として骨材および空隙の位置·寸法に関する情報を画像処理により抽出する方法について検討する.まずはコンクリート円柱供試体のX線CT画像を撮影し,閾値処理を用いて骨材および空隙を画像から抽出した.骨材の抽出に関しては,供試体内部でのX線吸収により供試体中心付近の骨材がうまく抽出されないため,供試体表面からの距離に応じてCT値を補正し,ノイズを除去するために,改良メジアンフィルタによる処理を施した.内部構成情報抽出の妥当性を評価するため,画像から抽出された骨材の粒度曲線を推定し,実際のふるい分け試験結果との比較を行うとともに空気量の推定を行い圧力法により得られた結果との比較を行った.粒度曲線は断面によりばらつきがあるが,平均線の形状は実際のふるい分け試験結果と合致した.ただし,ふるい分け試験結果よりも全体的に粒度を小さく見積もっており,ノイズ除去の改善や画像の3次元データの利用を進める必要がある.
  • 堺 淳一, 運上 茂樹
    2009 年 65 巻 1 号 p. 406-416
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    軸方向鉄筋の段落し部で曲げ損傷からせん断破壊した鉄筋コンクリート橋脚模型に対するファイバー要素解析による地震応答や破壊状況の再現性を調べるために,E-Defenseにおいて実施された実大サイズの橋脚模型に対する震動破壊実験の再現解析を行った.解析の結果,応答変位に関しては,破壊が生じるまでは曲げ変形が支配的となるためファイバー要素解析によりおおむね推定可能であること,解析による時刻歴の応答せん断力も実験結果とおおむね一致するため,これにより,破壊位置や破壊する時刻に関しても,解析から得られた応答せん断力とせん断耐力を比較することによりおおむね推定可能であることを明らかにした.
  • 松永 昭吾, 大塚 久哲
    2009 年 65 巻 1 号 p. 417-425
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    近年,橋梁の耐震設計においても断層変位の影響を考慮する重要性が指摘されてきているが,一般には地震による揺れのみを考慮した設計が行われており,断層変位の影響を考慮した事例はほとんどない.そこで本研究では,断層直上の橋梁の地震時挙動を把握することを目的として,道路橋示方書·同解説(2002)を用いて耐震設計された鉄筋コンクリート固定アーチ橋を対象に,断層変位を考慮した解析を行い,その耐震特性を検証するものである.解析としては,まず多数の変位方向についての静的変位漸増解析を行うことにより対象橋梁の静的な許容変位量を把握する.次に残留変位が生じるよう作成された変位波形を組み合わせて用いることにより断層変位を考慮した時刻歴応答解析を実施し,加速度波形のみ入力した場合や静的変位漸増解析と比較して,変位波形入力動的解析の必要性について考察した.
  • 五十嵐 晃, 森本 慎二, 加地 淳志, 樋口 匡輝, 足立 幸郎, 河内山 修, 佐藤 知明
    2009 年 65 巻 1 号 p. 426-433
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    多径間連続桁の地震時性能の向上策の一つとして反重力すべり支承またはUPSSと称される支承が提案されている.UPSSの動的応答に伴い生じる衝撃力や動的応答を明らかにするため,UPSSを取り付けた桁フレーム模型の振動台実験を実施した.振動台実験より,衝撃力は衝突速度とほぼ比例の関係にあること,衝撃力が生じるような場合においてもすべりによる水平荷重/鉛直荷重の関係が成立すること,また平面すべり支承と比較して動的応答変位が低減する効果があることを示す結果が得られた.得られた計測データに基づいて考察した簡易な力学モデルを検討し,UPSSに特徴的な衝撃力などの動的挙動を表現できることと,ある程度の衝撃力の推定が可能であることを確認した.
  • 佐々木 智大, 川島 一彦
    2009 年 65 巻 1 号 p. 434-441
    発行日: 2009年
    公開日: 2011/04/30
    ジャーナル フリー
    段落しされた軸方向鉄筋は,その途中定着部で付着切れが発生すると,実際の段落し位置よりもさらに低い位置までしか応力を負担できなくなる.このため,付着切れが生じた位置から段落し位置までは,軸方向鉄筋が有効に作用すると仮定した場合よりも曲げ耐力が低下するため,より段落し位置で損傷しやすくなる.このため,段落しされた橋脚の耐力を評価する際には,付着切れが生じる領域にある軸方向鉄筋の効果を無視することが多い.しかし,どの程度の範囲まで付着切れが生じるかを実際に検討した例はほとんど無く,根拠のないまま従来は鉄筋の重ね継手長の規定が準用されてきているのが実情である.本検討では,E-ディフェンスを用いた段落しを有する実大RC橋脚の加震実験に基づいて付着切れが生じる長さを評価するとともに,損傷の進展に伴い付着切れが生じる長さが長くなることを明らかにした.また,段落し位置における連続した軸方向鉄筋のひずみから付着切れが生じる長さの推定式を提案した.
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