土木学会論文集A1(構造・地震工学)
Online ISSN : 2185-4653
ISSN-L : 2185-4653
72 巻 , 4 号
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地震工学論文集第35巻(論文)
  • 栗田 哲史, 新垣 芳一
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_1-I_11
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     著者等は,関東地方を対象として工学的基盤上の地震動の揺れやすさに関する地域特性を検討してきている.地震動の揺れやすさは,観測記録の5%減衰加速度応答スペクトルを既存の加速度応答スペクトル推定式より算定される計算値で除して得られる加速度応答スペクトル比の幾何平均値として求めている.検討の中で,関東山地と平野部とで加速度応答スペクトル比のばらつきに差異が見られた.本研究では,地震動の地域特性を求める際に見られる加速度応答スペクトル比のばらつきに着目し,その原因について分析を行った.その結果,ばらつきの大きい関東山地の観測点の記録を震源域ごとに再整理することにより,ばらつきが小さくなることが分かった.更に,ばらつきが大きくなる原因として,工学的基盤から地震基盤までの深さが影響している可能性を示した.
  • 坂井 公俊, 井澤 淳
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_12-I_21
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     大規模地震による入出力記録のみを用いて地盤全体系の非線形特性を同定する手法について検討を行った.まず,地盤の非線形特性を表現する際に重要な指標として,固有周期Tgと地盤強度比Kfを抽出するとともに,これらの指標によって地表面地震動をコントロールできることを数値解析に基づいて確認した.続いて基盤位置と地表面位置の地震観測記録から,地盤全体の固有周期Tgと地盤強度比Kf,刺激関数PFを同定する手法を提案するとともに,手法の有効性を解析的に確認した.その結果,提案法を用いることで,地盤に関する先見情報を有さない場合であっても地盤全体系の荷重-変位関係を適切に推定できる可能性があることを確認した.
  • Tsuneo OHSUMI, Fumio KANEKO, Shukyo SEGAWA, Hideo FUJITANI
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_22-I_32
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     An earthquake with a moment magnitude of 7.8 occurred at 11:56 NST (local time) on 25 April 2015, in the central part of Nepal (Gorkha). First damage surveys were conducted at the affected area during 26 May to 21 July three times by the team of NIED. This paper outlines the findings of the surveys on the various spects of the earthquake disaster in the Kathmandu Valley. Some of the observations are that the main damage was to masonry buildings especially with mud mortar, but limited to RC buildings, and the historical buildings with renovation showed smaller damage. Thus, low cost retrofitting method will be necessary for mainly in suburb housings rich in masonry buildings with mud mortar. According to the comparison with the past risk assessment project results (JICA, 2002), these were found that the effects by the 2015 Gorkha earthquake were less than those due to the 1934 Bihar-Nepal Earthquake, and the similar features were found in both the 1833 Earthquake and the 2015 Gorkha Earthquake. Primarily, the first survey was to collect timely raw information on the damage to buildings and to confirm the availability of data and their sources for subsequent surveys. The motivation for the thread survey was to obtain ground truth data to calibrate. These may help the future earthquake disaster mitigation efforts.
  • 古川 愛子, 水上 輝, 清野 純史
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_33-I_43
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     現在でも,全国に無筋コンクリート橋脚を有する在来鉄道が多数存在し,地震時に被害が発生している.典型的な被害形態は,打ち継ぎ目での水平ずれと,打ち継ぎ目下側のコンクリートの剥落である.本研究では,2004年新潟県中越地震で被災した魚野川橋梁14P橋脚を対象とし,改良版個別要素法を用いて被災メカニズムを分析し,H鋼と鋼板を用いた耐震対策の効果を検討した.その結果,被災メカニズムは,打ち継ぎ目の摩擦力と,打ち継ぎ目上側のロッキングによる衝突力によって,打ち継ぎ目下側に引張破壊が生じたものと推察された.また,耐震対策はいずれも,打ち継ぎ目の水平ずれが低減し一定の効果を確認できたが,補強材との接触部においてコンクリートが破壊し,効果は限定的であることがわかった.
  • 能島 暢呂, 久世 益充
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_44-I_54
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     筆者は既往研究において,震度情報を与件とする震度継続時間の条件付予測式を提示した.さらに,震度の距離減衰式と継続時間の条件付予測式を統合して,予測震度のばらつきを考慮した震度継続時間の期待値および標準偏差を確率論的に定式化したが,実地震への適用と精度検証を課題としていた.本研究は震度・継続時間の一貫した経験的予測スキームを2014年長野県神城断層地震に適用し,予測精度に関する検証を行ったものである.観測震度に基づく継続時間予測値は実測値と相関が高いことと,距離減衰式による予測震度に基づく継続時間予測値はばらつきが大きくなるが残差に偏りがないことを示した.また予測震度を介さない震度継続時間予測モデルを構築して予測結果を比較し,提案スキームの有効性を示した.
  • 秦 吉弥, 村田 晶, 野津 厚, 羽田 浩二, 山田 雅行, 宮島 昌克, 藤木 昂, 常田 賢一
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_55-I_67
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     2014年11月22日に発生した長野県北部を震源とする地震では,白馬村神城地区内の集落の住家等において倒壊を伴う深刻な被害が発生した.一方で,同じ神城地区内においても住家等が無被災であった集落も確認されている.神城地区内の被災集落ならびに無被災集落に作用した本震時の地震動を推定することは,宅地や木造建築物などの耐震性評価手法の精度向上などを図る上で大変有意義である.そこで本稿では,神城地区において臨時の余震観測を高密度に実施し,得られた記録に基づいてサイト特性を評価した.そして,経験的サイト増幅・位相特性を考慮した強震動評価手法に基づき,本震時に神城地区に作用した強震波形を広域にわたり評価した結果について報告する.
  • 湊 文博, 秦 吉弥, 常田 賢一, 鍬田 泰子, 小山 真紀, 植田 裕也
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_68-I_81
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     本稿では,南海トラフ巨大地震において巨大津波の来襲が懸念されている和歌山県広川町の街地・平地を対象地域として,強震動の作用が津波避難に及ぼす影響について基礎的な検討を行った.その際,当該地域において臨時地震観測ならびに常時微動計測を高密度に行い,得られた観測・計測結果に基づきサイト増幅特性を評価することで,南海トラフ巨大地震によって当該地域に作用する強震動を高密度に予測した.その結果,サイト増幅特性の差異に主に起因して,当該地域内での予測地震動の特性に有意な差異が見受けられること,強震動の作用が津波避難に及ぼす影響が比較的大きいことなどが明らかとなった.
  • 板垣 治, 丸山 喜久
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_82-I_89
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     本研究では東北地方太平洋沖地震の際の津波による平面道路被害を分析した.津波の浸水深と道路被害率の関係は地形的特徴により異なると考えられるため,被災地を地形ごとに区分した上で被害率を算出し,4パターンの被害推定式を提案した.さらに,東北地方太平洋沖地震の津波数値シミュレーションを行い,対象地の津波流速の特徴を分析することによって,本研究の地形区分を考察した.本研究で提案する平面道路被害推定式を用いて,最終的には南海トラフにおける巨大地震などの被害想定を行うことを目標とする.
  • 坂井 公俊, 上田 恭平, 石川 太郎
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_90-I_97
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     地表面地震動の評価という観点から,動的変形特性試験を実施する土層を定量的に評価することを目的として,規準変位指数L(i)の提案を行った.これは,一般的な地盤の非線形構成則と標準パラメータを組み合わせた静的非線形解析を実施することで,地盤全体系の荷重-変位関係に影響の大きな層を特定するものである.
     提案手法の妥当性を確認するため,多様な地盤に対して規準変位指数L(i)の評価を行った.その結果,L(i)の大きな土層の非線形特性が変化した場合,地盤応答解析によって得られる地表面地震動が大きく変化することを確認した.本手法は入力に依存せず安定した解を求められるとともに,N値,土質区分といった簡易な情報のみから評価可能であり,現場における繰り返し三軸試験の要否を定量的に評価する指標として有効である.
  • J. A. S. C. JAYASINGHE, Muneo HORI, M. R. RIAZ, Nao TAMECHIKA, M. L ...
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_98-I_109
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     We propose quality assurance procedures of automatically constructed models for seismic response analysis. In these procedures, models of different fidelity are used, and the quality of a higher fidelity model is examined by comparing its response with a lower fidelity model. A key issue is the consistency of the models of different fidelity, and the meta-modeling theory is used to guarantee the consistency. As an illustrative example, models of different fidelity are automatically constructed for a bridge structure, and it is shown that the developed procedures are applicable to them. The quality of the automated solid element model that is of highest fidelity is examined.
  • 上原 康平, 丸山 喜久
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_110-I_116
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     本研究では地震時の高速道路の復旧日数を推定することを目的とし,多重ロジスティック回帰分析を用いて復旧予測のためのロジットモデルを構築した.2004年新潟県中越地震,2007年新潟県中越沖地震,2008年岩手・宮城内陸地震,2011年東北地方太平洋沖地震の際の高速道路の開通までに要した日数をもとに,復旧予測モデルの構築に関する検討を行った.ROC曲線に基づきモデルの精度の検証を行い,復旧予測モデルに適している関数形を定めた.さらに,構築した復旧予測モデルを南海トラフ巨大地震の基本ケースに適用し,復旧日数の推定を行った.
  • 三輪 滋, 吉田 雅穂, 村田 拓海, 沼田 淳紀
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_117-I_128
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     著者らは,小規模な構造物にも適用できる丸太を用いた液状化対策を開発した.設計法も確立され,適用事例も増えている.その原理は地盤に丸太を打設し,地盤の密度を増大させることである.また,液状化が懸念される地下水位の高い地盤で木材を利用することから,長期間にわたりCO2を固定し,地球温暖化緩和にも効果があることもわかっている.一方で,戸建住宅などの既設小規模構造物の対策については,効果を定量的に検証した工法が適切な価格で提供されてはいないのが現状である.本研究においては,既設構造物の周囲に丸太を打設して液状化の被害を低減する工法を考案した.丸太は既設建物の下への打設は難しく,建物下を改良する場合に比べて効果が限定的となると考えられるが,小型の振動台実験と数値解析によりその有効性を検討した.
  • 中尾 尚史, 森屋 圭浩, 井上 崇雅, 星隈 順一
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_129-I_139
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     津波の影響を受ける橋梁の挙動を明らかにするために,現地にて偶然撮影された津波の映像や数値解析を基に津波の特性および上部構造への作用力を評価する研究が多い.しかし,映像では津波の特性は推定できても,上部構造がどのような挙動となって流出したのかを推定することは困難である.本研究では,津波により上部構造が流出した気仙大橋を対象として,残存した支承部や耐震補強の目的で装着されていたダンパー等に残された損傷跡に基づき,気仙大橋の上部構造の挙動メカニズムを推定した.
  • 向後 陽平, 丸山 喜久, 猪股 渉
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_140-I_145
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     2011年東北地方太平洋沖地震では,東京ガス(株)の供給エリアで耐震性の劣る低圧ガス導管に被害が発生した.防災システムSUPREMEが確実に稼働したことで安全を確保するとともに,この地震に関する多くのデータを得た.SUPREMEの被害推定式は,ネジ継手を有する本支管に対して精度が高いことが既往研究によって確認された.一方,供給管や灯外内管に関しては,SI値と被害率の関係性がやや異なっていた.そこで,本研究では,供給管の被害率とSI値との関係性を評価し,被害予測式を構築する.さらに,本支管の被害を継手ごとに整理し,被害予測式の地形補正係数に関する評価を行い,被害推定の高度化を図る.
  • 伊原 茂, 松崎 久倫, 庄司 学
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_146-I_160
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     都市高速道路の代表的な構造物として,ダブルデッキ型式の鋼製ラーメン橋脚で支持された単純鋼桁橋が多径間に渡り連続する曲線高架橋がある.この高架橋を拡幅かつレベル2地震動に対する耐震性確保を行う場合,桁衝突,鋼製橋脚基部の地震応答ひずみの超過等が懸念される.しかし,鋼製橋脚基部には中詰めコンクリートがあり,桁遊間は100mmと狭い.そこで,鋼製橋脚の免震化と隣接桁同士の制震化により,地震時慣性力の低減,桁衝突回避,橋脚間の相互低減効果を図り,鋼製橋脚基部の地震応答ひずみの低減を図った.本稿では,免震・制震デバイスの組合せを変えて非線形時刻歴応答解析を行い,鋼製橋脚基部に着目した地震応答低減効果を検証した.
  • 長谷川 延広, 清野 純史
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_161-I_166
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     断層を横断する管路の耐震設計法について,従来より管路の変形挙動に関する研究は数多くなされているが,対策工法についての研究はほとんどなされていない.断層を横断する箇所での管路の変形は,断層変位を受けると特定の位置に塑性ヒンジを形成しZ型に曲げ変形する.そこで,断層横断部における水道管路での対策工法として,管体の塑性ヒンジ発生位置に初期変形として波形部を設けることにより亀裂を生じる変形を回避し,通水機能を維持することができる断層用鋼管を開発した.
     本報では,断層変位を受ける埋設鋼管の変形特性を利用し,塑性ヒンジ発生位置を推定するために,模型実験および数値解析を実施し,得られた結果を整理することで,簡易式を構築したので,その内容について報告する.
  • 青柳 悠大, Seto WAHYUDI, 古関 潤一, 佐藤 剛司, 宮下 千花
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_167-I_176
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     2011年の東北地方太平洋沖地震では,過去に発生した液状化地点と同一の地点において液状化現象が確認された.今後想定される大地震の液状化対策を検討するうえで,実際の地震と同様に大小様々な液状化履歴を与えた場合の砂質地盤の複数回液状化特性変化を把握し,その上で予測手法の開発や適切な液状化対策を実施する必要がある.本研究では,豊浦砂で作製した中空円筒供試体に対して,多層リングせん断試験装置で一次元圧縮と定体積繰返しせん断試験を,各液状化段階で大小様々な両振幅せん断ひずみを設定して複数回実施した.その後,得られた応力-ひずみ関係に対して繰返しせん断過程中の消散エネルギーを算定し,直後の液状化段階の液状化強度との相関について検討を行った.
  • 末冨 岩雄, 吉田 望
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_177-I_187
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     実務で広く使われている地盤の等価線形解析の課題については,20年以上前から取り組まれてきているところである.しかしながら,実際上必要となる地表観測記録から基盤地震動を算定する条件(逆増幅)まで含めてとなると,未だに十分な知見が得られているとは言い難い.本論文では,当初のSHAKEの欠点を解消するためにこれまでに提案されている各種の周波数依存型解析法により増幅解析と逆増幅解析の双方で比較し,さらに周波数依存性を規定するパラメータの最適化についても,複数の強震アレー観測記録を用いて検討した.
  • 長尾 毅, 加納 嵩士, 伊藤 佳洋, 山田 雅行
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_188-I_198
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     深層地盤構造による増幅特性は一般に一次元構造を仮定した増幅特性と比較して大きな振幅を示す.このため,解析的にサイト増幅特性を精度良く評価することは困難を伴うことが多く,強震記録の解析により評価される.一方で,耐震設計や地震防災の観点からはサイト増幅特性を任意の地点で簡易に評価することが求められる.本研究では,一次元の深層地盤構造を仮定した周波数伝達関数を補正することでサイト増幅特性を安全側に評価する方法を検討した.近畿地方を対象に適用法を示し,平成25年の淡路島付近の地震を対象に各種の増幅特性を用いて震度の再現解析を実施し,安全側に震度を評価できることを示した.
  • 出口 拓磨, 長尾 毅, 山田 雅行, 伊藤 佳洋
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_199-I_212
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     高密度に強震観測ネットワークが構築されている御前崎半島周辺地域を対象に,任意の地点においてサイト増幅特性を評価する方法を検討した.深層地盤構造をモデル化した3次元有限差分法を用いた複数の地点の振動特性の比と経験的サイト増幅特性を用いて低周波側の増幅特性を評価し,高周波側についてはエリア内をゾーン区分したうえで経験的増幅特性の平均倍率によって増幅特性を評価するものである.また強震動シミュレーションを行って本研究の手法によって得られたサイト増幅特性の適用性について検討した.
  • 中村 渚, 水谷 司, 長山 智則
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_213-I_223
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     近年,鉄道ラーメン高架橋のRC柱の軸方向鉄筋内側にスパイラル状の鉄筋(内巻きスパイラル筋)が配置され始めている.これにより,柱の靱性率が増加し耐震性能が向上するが,高架橋全体が終局状態に至る地震動の大きさや特性の詳細は不明であり,設計基準では未だ内巻きスパイラル筋の効果が考慮されていない.本研究では内巻きスパイラル筋を有する既設の鉄道ラーメン高架橋の三次元骨組み構造モデルを構築し,様々な地震動を段階的に増幅させて繰り返し入力し動的非線形解析をすることで,高架橋が終局状態に至るときの入力波の大きさを調べた.これにより,内巻きスパイラル筋を有する鉄道ラーメン高架橋が高い耐震性能をもつことを示すとともに,将来の設計基準に反映されうる柱の靭性率と終局時の地震動の大きさとの相関関係を明らかにした.
  • 福島 康宏, 末冨 岩雄, 尾茂 淳平
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_224-I_233
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     地表断層が不明瞭なMW6.8の地殻内地震を対象とした場合の震源断層近傍の地震動が,震源パラメータのバラツキによりどの程度バラツキが生じるのか検討を行った.平均的な震源パラメータは強震動予測レシピに基づき設定し,断層傾斜角,アスペリティと破壊開始点の位置,アスペリティ強度(平均すべり量比),アスペリティ強度(短周期レベル),破壊伝播速度のばらつきを考慮した.そして,レシピとは異なる枠組みで設定されている内閣府「首都直下地震モデル検討会」での地殻内の浅い地震での震源パラメータを考慮した場合の地震動と比較した.その結果,内閣府の震源パラメータによる地震動は,レシピに基づきバラツキを考慮した345ケースの平均と90%非超過確率の地震動の間に概ね入る結果となった.
  • 梶原 和博, R. M. Pokhrel , 清田 隆, 小長井 一男
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_234-I_240
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     将来の液状化被害に備えるために,液状化ハザードマップの整備は有効である.このハザードマップに被害に関する定量的な情報が含まれると,防災へのより有効な利活用が期待出来る.そこで本研究では,千葉県浦安市を対象として,東北地方太平洋沖地震前後に実施された航空レーザー測量から得られた千葉県浦安市の道路沈下量と,液状化指数(PL値)との関係に基づいて,液状化による道路の沈下量を定量的に示す新しいタイプの液状化危険度マップの構築を試みた.市内251地点でPL値と道路沈下量を抽出した結果,同じPL値を示す場所であっても,道路規格が異なることで沈下量も異なる傾向が得られた.この関係を用いて作成した新たな液状化危険度マップは,実際の被害の傾向とおおむね整合する結果となった.
  • 伊原 茂, 松崎 久倫, 齋藤 隆, 土屋 智史, 斉藤 成彦
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_241-I_254
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     供用下においてラケット型橋脚で支持されたダブルデッキ高架橋の上下層を拡幅するには,既設橋脚の前後にラケット型鋼製橋脚を新設し,既設橋脚を撤去するサンドイッチ工法が有効である.そのため,新設鋼製橋脚の新たな定着構造である鋼製格子部材を埋設した新設フーチングと既設フーチングを一体化させた合成構造フーチングを考案し,その耐荷性能を検証してきた.本論文では,その合成構造フーチング,ダブルラケット型鋼製橋脚,基礎杭からなる下部構造系の性能を設定した上で,レベル2地震動時を想定した構造物-地盤連成系の2次元静的・動的非線形FEM解析を行い,各構造部位の損傷状況を分析し,性能検証を行った.さらには,本解析結果を踏まえ,現場制約条件下にある既設構造物と一体化する下部構造系の設計のあり方について方向性を述べる.
  • 川中島 寛幸, 藤原 寅士良, 野澤 伸一郎
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_255-I_263
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     近年,各種施設の耐震設計における設計地震動が大きくなり,液状化に対する配慮が必要な地盤が増加する傾向にある.液状化判定手法と液状化発生の相関については研究がなされているが,液状化判定手法で算出される指数と構造物被害の関係については,構造物設計時の余裕度も考慮する必要があるため,詳細な検討例は多くない.本論では,新潟県中越地震,東北地方太平洋沖地震の例を用い,鉄道沿線において液状化指数と構造物被害の相関を調査した.液状化指数と液状化発生の関係は既往の研究と調和的な結果が得られたが,液状化指数が大きいにも関わらず,建設当時液状化を考慮した設計となっていないと推定される高架橋に安定を損なうような被害がなかった事例が多くあることを確認した.
  • 山崎 伸介, 加藤 弘務, 宇佐美 勉, 葛 漢彬
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_264-I_278
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     本研究では,橋梁の横構・対傾構などに用いられる座屈拘束ブレース(BRB)の芯材をこれまでの平板から波形鋼板としたBRB(RP-BRB)について検討する.RP-BRBの芯材は,既往の研究で用いたBRRPの波形芯材と比較し,幅が狭く,長尺かつ波形の数が多いため,局部変形や全体座屈などによる荷重-変位履歴の不安定化が懸念される.そのため,間隔保持材やガイド突起を設置することによって,これらの変形を抑制し,履歴曲線の安定化を図っている.間隔保持材やガイド突起の数を変えた数種類の供試体を製作し,変動変位振幅載荷を行うことによって,荷重-変位履歴に及ぼす影響を明らかにしている.また,芯材の材料定数を波形鋼板の引張試験から定める方法を提案し,その妥当性を解析によって確認している.
  • 江戸 孝昭, 松原 仁
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_279-I_289
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     格子メッシュ等を用いない数値解析手法のひとつにMaterial Point Method(MPM)と呼ばれる手法がある.本手法は境界条件等を設定する際に曖昧な定義が無く,大変形問題への適用も容易であることから,近年,地盤分野において積極的に適用されている.しかしながら,動的解析を実施した場合,得られる弾性エネルギーが振動する等の問題が指摘されており,今後,地震応答解析等への適用を行う場合,大きな欠陥となるため,その振動を抑制する新たな手法の開発が求められている.そこで,本研究では,MPMで定義される粒子のひずみ増分値を移動最小自乗法によって補間することで,弾性エネルギーの振動を抑える手法を提案する。本論文では,いくつかの既存手法との比較解析例を示すことによって本手法の妥当性について検討する.
  • 平山 智章, 鍬田 泰子, 澤田 純男
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_290-I_296
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     現行の地中管路の耐震設計指針において,管軸方向に働く管路と地盤間の地盤拘束力はバイリニアモデルにて近似されている.つまり,地盤拘束力を決める管路・地盤間の摩擦力は,管路の移動速度に関わらず一定であると仮定されている.実際には,管路・地盤間に働く摩擦力は管路周辺地盤の土粒子の再配置の条件によって速度依存性があると考えられる.本研究では,小型模型実験装置を作製し,管路の引き抜き実験によって管路と地盤間に働く摩擦力の速度依存性について検討を試みた.結果として,管路に生じる摩擦力は,引き抜き速度によって大きくなることが確認できた.
  • 坂下 克之, 畑 明仁
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_297-I_309
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     断層およびその周辺におけるトンネル等の被害事例が報告されている一方で,断層変位が地中構造物に及ぼす影響について,解析的にパラメトリックな検討がなされている例は少ない.本論文では,円形断面の地中構造物を対象とし,地盤-構造物一体3次元解析により,断層角度・変位角度ならびに地盤と構造物の剛性比等を変動させたパラメータスタディを実施し,断層変位の諸元が地中構造物の挙動に与える影響について検討を行った.検討の結果,正断層側・逆断層側に角度がつくに従い,それぞれ構造物長手方向に引張力・圧縮力が卓越し,その最大値は45°で緩やかなピークとなること等がわかった.
  • 有賀 義明, 三浦 千穂, 佐藤 優乃
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_310-I_316
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     マルチプルアーチダムは,2つ以上のアーチダムが連結された多重型アーチダムである.このようなダムの場合,一つひとつのダムが独立した構造体であると考えて個別的な評価を行えばよいのか,あるいは,複数のダムで一つの構造体であると考えて全体系の評価を行うべきかという問題が出てくる.そこで,単独ダムモデルと複合ダムモデルの2種類の解析モデルを設定し,三次元動的解析により,マルチプルアーチダムの地震時健全性の評価法について検討した.その結果,ダム堤体の地震時引張応力は,単独ダムモデルでは複合ダムモデルよりも小さくなった.したがって,全体系の評価に比して個別的な評価は危険サイドの評価になると考えられることから,精度・信頼性の高い評価を実施するためには複数のダムの動的相互影響を考慮した全体系の解析評価が必要であるとの考察結果を得た.
  • 長尾 毅, 香川 耀平, 山田 雅行, 伊藤 佳洋
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_317-I_330
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     京都盆地を対象に深層地盤構造による地震動の増幅特性を有限差分法を用いて評価した.有限差分法のみを用いた解析結果は,堆積層が薄い一部の強震観測点を除き経験的増幅特性を十分に評価できなかったため,近傍地点の経験的増幅特性と有限差分法による解析結果を組み合わせて精度の良い増幅特性の評価を試みた.さらに,広範囲の周波数帯における増幅特性を評価するため,対象領域の異なる2種類の3次元有限差分法の結果を組み合わせた検討を行った.
  • 大角 恒雄, 齊藤 龍, 村田 泰洋, 乗松 君衣, 松山 尚典, 藤原 広行
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_331-I_337
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     海域における断層情報総合評価プロジェクト(文部科学省受託事業)におけるサブテーマの一つ「海域における断層モデルの構築」の一環として,日本周辺の海域における断層モデルを構築し,その断層モデルの妥当性の検証を実施している.本研究では,まず日本海東縁部で発生したM7規模程度の津波地震である1940年に発生した積丹半島沖地震を対象に,断層モデルの妥当性を検証した.妥当性の検証は,震源域周辺の断層モデルを連動させ,津波伝播解析を実施し,解析で得られた北海道沿岸での最大津波水位と観測との比較から,津波の規模を定量化し評価した.その結果,連動性を考慮した場合,津波の規模は観測記録に近づいた.今後,連動性を考慮した断層モデルに,大すべり域や傾斜角の設定を検討することで,再現性を高める余地があることを示した.
  • 梶田 幸秀, 柿永 恭佑, 宇野 州彦, 北原 武嗣
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_338-I_347
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     本研究では,液状化地盤上にある両側に橋台を有する高架橋の地震時応答に着目し,橋桁を考慮しない場合と考慮した場合との応答比較を行った.橋桁を考慮した場合,橋桁が橋台前面側への倒れ込みを抑制するため,橋台の応答変位は大幅に減少すること,それに伴い,杭頭部の変位も大きく減少することが確認できたが,杭に発生する曲げモーメントについては,橋桁を考慮しても大きさはそれほど変わらないが分布形状は変化することが確認された.橋台背面地盤の沈下量についても橋桁を考慮すると,橋桁が無い場合に比べて低減することが確認でき,液状化層の厚さが厚くなると橋台背面アプローチ部の段差が大きくなることがわかった.
  • 松田 泰治, 今村 壮宏, 坂田 裕彦, 宇野 裕惠, 松田 宏, 打越 丈将, 松本 将之, 西嶋 航
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_348-I_360
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     近年,従来の耐震設計では考慮されていなかったような大規模な地震が各地で観測されるようになった.そのため,既設橋梁に於いては大規模な地震を想定した耐震補強についての検討が急務である.具体的には既設長大吊橋での,交通量の増加や経年劣化による損傷等の問題を改善するために,床組の連続化およびすべり支承,制震ダンパー,弾性拘束ケーブルの導入等の新耐震システムの有効性が検討されている.
     本研究では,既設長大吊橋の中央径間に着目し,耐震補強を行った対象橋梁を模した全体構造モデル,長大で複雑な構造を持つ全体構造モデルの解析の効率化を目的とした2つの簡易的なモデルを作成した.これらのモデルを用いてレベル2地震動に対する地震応答解析を行い,簡易的なモデルの妥当性について検討を行った.
  • 吉田 雅穂, 山口 謙太郎
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_361-I_366
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     丸太を用いた液状化対策は,飽和した緩い砂質土地盤に間伐丸太を打設することで,地盤を密実化させる工法である.本研究は,この丸太の代替材として木造建築物の解体時に発生する角材を利用し,廃棄物の再資源化を図るカスケード利用を目指すものである.木造住宅に使用されている構造材を調査した結果,丸太の寸法と同等の角材が多数得られることが確認できた.また,戸建住宅等の小規模構造物の液状化対策を対象として,丸太と角材の形状の違いが対策効果に与える影響,ならびに,液状化時の側方流動に対する抵抗力の違いについて模型振動実験による検討を行った.その結果,角材は丸太と同等の沈下抑制効果を有し,構造物周辺地盤で側方流動が発生した場合は,丸太よりも角材の方が水平および鉛直変位の抑制効果が大きいことを明らかにした.
  • 江口 史門, 浅井 光輝, 大谷 英之, 一色 正晴
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_367-I_377
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     東北地方太平洋沖地震に伴う津波は沿岸地域に甚大な被害をもたらした.この津波災害を教訓とし,今後危惧されている巨大津波に対し,構造設計等のハード防災だけでなく,防災教育・ハザードマップ作成などによるソフト防災も含めた両面のアプローチが進められている.津波対策を合理的に実践するためには,高精度な津波遡上解析に基づき構造・人的被害予測をすることが有効な手段の一つとなる.本研究では,3次元粒子法(SPH法)による都市域の津波遡上解析ツールを構築するため,地理情報システムより得られる建物の立体位置情報と数値標高データから,建物を含む地表面を詳細な解析モデルとして作成する一連の手順を確立した.さらにソフト防災への数値解析の有効な利活用を念頭に置き,解析結果の写実的なフォトリアリスティック可視化法を提案する.
  • 藤田 亮一, 貞松 昌憲, 高橋 良和
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_378-I_392
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     本研究では,2011年東北地方太平洋沖地震の際に支承部に被害を受けた既設免震橋を対象として,損傷要因を分析することを目的に再現解析を行った.対象橋梁はランプ部と本線から構成されており,ランプ部では免震支承に亀裂が生じ,本線では支承のサイドブロックを固定するボルトの抜け出しや破断が生じていた.再現解析では,近傍で観測された地震動に加え,余震観測記録に基づいて架橋地点の地盤特性を考慮して作成された地震動も用いて試算を行った.解析の結果,ランプ部の支承に大きなせん断力に加えて上揚力が作用していること,本線のサイドブロックの転倒モーメントによりボルトに大きな引抜力が生じることが確認でき,これらが被害を生じた一因であると考えられた.
  • 中村 晋, 五月女 敦, 中村 智, 伴 一彦
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_393-I_403
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     風化軟岩等で構成される岩盤斜面の崩壊挙動を明らかにするとともに,その崩壊挙動を評価する手法として粒子法の一つであるMPMの有用性を確認するため,高さ1m程度の斜面模型に対する1G場での振動実験を実施した.実験は硬質岩盤および風化軟岩を模擬した斜面の2層地盤モデルを用い,JMA神戸波と正弦波を振幅調整し加振した.また,斜面内に発生するひずみ分布,加速度,法面や頂部の変位を測定するための計器を設置した.崩壊に至るせん断ひずみの発達過程と作用加速度分布の関係,さらに震度法や動的解析により推定されたすべり線位置との関係より,すべり線位置の評価に適切な動的応答の評価が必要であること,MPM解析によるそれら挙動の評価への適用性と課題も明らかにした.
  • 吉田 昌平, 野口 竜也, 香川 敬生
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_404-I_412
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     1943年9月10日,鳥取県東部を震源として鳥取地震(M7.2)が発生した.現存する地震関連資料から,鳥取市街地またはその周辺に存在した学校建物は場所により被害程度に差が出たことがわかっている.本研究では,学校建物被害が異なる原因を究明することを目的として,地盤構造モデルの構築及び地震動評価を実施した.学校被害サイトを対象に常時微動観測を実施し,3成分単点観測に基づくH/Vスペクトルとアレイ観測に基づく位相速度分散曲線を用いて地盤構造モデルを構築した.推定した構造モデルを用いて統計的グリーン関数法による地震動評価を実施することで,各サイトの地震動特性の違いを評価した.その結果,甚大な被害が生じたサイトでは建物固有周期帯域(0.2-0.4sec)及び中間周期帯域(1.0-2.0sec)の両方で応答値が大きくなる傾向がみられた.
  • 三神 厚, 神山 眞
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_413-I_423
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     東北地方太平洋沖地震によって東北地方の広域で地盤の沈降が生じ,港湾施設は非常に使いづらい状態となった.岸壁を嵩上げするなどの方策が講じられたが,地震後の隆起で逆に高くなりすぎて使いづらくなった漁港も現れた.同様なことは昭和南海地震の際の高知市でも起きており,長期にわたる浸水被害に悩まされた.
     本研究はGEONETデータを用いて東北地方太平洋沖地震の際の地殻変動に伴う広域地盤の沈降からの回復過程を考察するものである.検討の結果,本震後すぐに隆起に転じた場所と,本震後もしばらく沈降が続いた後,隆起に転じた場所があることや,本震後すぐに隆起に転じた場所ではその回復過程が指数関数を用いて良好に表現されること,指数関数の形状を確定する時定数の値が収束するには1年から3年程度要することなどがわかった.
  • 西川 源太郎, 塩浜 裕一, 鈴木 剛史, 大沼 博幹, 清野 純史
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_424-I_433
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     埋設管に対する耐震性の評価は,管と地盤との境界面に発生する滑りの有無によって評価手法が異なる.直管部で滑りが発生すると異形管部などに応力が集中し,その影響を考慮した設計が必要となる.本研究では,滑りの判定で不可欠となる限界せん断応力τcrについて,これまで実験報告の無い水道配水用ポリエチレン管を用いて実験を行った.結果はτcrの標準値として,継手部の抵抗と滑りに対する安全率,土被りを考慮し11.7kN/m2程度が適切と判断できた.これまで採用されてきた10kN/m2に近接し,鋼管に比べ弾性係数が約1/200のポリエチレン管にも現行の設計手法を適用できることを確認した.一方,良好な地盤では若干の滑りが想定され,今後この滑りが異形管部などに及ぼす影響評価がシステムとしての耐震性評価の最終的な課題であることを明らかにした.
  • 橋本 隆雄, 清水 敏孝, 森口 剛
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_434-I_447
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     千葉市美浜区では,2011年東北地方太平洋沖地震により液状化が発生し,甚大な宅地被害を受けた.千葉市では液状化対策推進委員会を設置し,美浜区磯辺4丁目をモデル地区と設定して検討を行い,地下水位低下工法が適しているとの結論を得た.しかし,開削工法による暗渠の地下水位低下工法は,潮来市・神栖市で実際に施工されているが,現地施工において開削に伴う地盤変状等の問題が生じている.
     そこで,筆者らは道路下に推進工法により透水性パイプ(φ300mm)を設置する新たな地下水位低下工法を開発し,磯辺4丁目中磯辺公園で 2014年10月14日~2015年7月31日にかけて実験・解析を行った.本論文では,その検討結果から推進工法が開削工法と同様な効果があることが明らかとなったことを言及している.
  • 野津 厚, 室野 剛隆, 本山 紘希, 本田 利器
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_448-I_458
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     危機耐性に関する今後の議論の活性化に資する目的で,鉄道・港湾分野における設計指針の動向を概観するとともに,東日本大震災前後を問わず,危機耐性への配慮と見なすことのできる事例をとりあげ整理した.鉄道の分野では,車両逸脱防止装置,自重補償機構などのdeviceの開発・改良が進められている.一方,港湾の分野では,津波に対する「粘り強い構造」の開発が重要な課題となっている.危機耐性を考慮した設計においては,狭義の設計における想定を越える外力が作用した場合の構造物・システムの応答に対する深い理解が重要であると考えられる.また,鉄道分野・港湾分野に共通する今後の課題として,耐震の観点からの路線計画や港湾計画の重要性が挙げられる.
  • 本田 利器, 秋山 充良, 片岡 正次郎, 髙橋 良和, 野津 厚, 室野 剛隆
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_459-I_472
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     設計で考慮された外力を越える外力に対しても耐性を持つことを要求する「危機耐性」という概念を耐震設計体系に組み込むことが求められている.「危機耐性」は従来の耐震設計で用いられてきた概念とは異なる点も多く,適切な設計指針(コード)化には課題も多い.本稿では,「危機耐性」に基づく耐震設計体系の構築にあたっての課題や問題点を分析し,既存の耐震設計との整合性を確保するための枠組みとして,新たに「カテゴリー2」という概念を導入することを提案し,また,それにもとづく耐震設計体系の枠組みも提案した.さらに,そのような新しい耐震設計体系の実効性を維持するために,行政が考慮すべき社会的条件について,リスクガバナンスの理論枠組みとして考え方を用いて整理し,いくつかの基本的な方針を提案した.
  • 宮川 欣也, 浅井 光輝, Abdul MUHARI, 今村 文彦
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_473-I_481
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     広範囲の津波解析を効率的に行うため,差分法などによる平面2次元津波解析を用いた広範囲の津波被害予測に裏付けられた流入条件により,ナビエ・ストークス方程式に準じた3次元流体解析により局所的な津波遡上現象を予測する試みが行われている.筆者らも,2次元解析と3次元粒子法の連成解析を想定し,2次元解析結果,あるいは観測データなどを流入条件とした粒子法解析を可能とする仮想造波板を提案してきた.本論文では,実際に津波遡上解析に適用するため,流速が空間に分布する波にも対応可能なマトリックスアレイ状仮想造波板へと拡張し,提案手法の定量的な精度検証を行った.最後に,2011年の被災地域の実地形を用いた津波遡上解析へと展開し,被災報告との比較検討を通して妥当性の確認を行った.
  • 呉 杰祐, 清田 隆, 片桐 俊彦
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_482-I_488
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     液状化の判定は標N値を用いて行われるが、N値と相関の高い地盤の密度が一定であっても、土粒子構造の違いにより液状化強度が変化することが知られている。そこで本研究では、相対密度一定条件(Dr=50%)で変化する豊浦砂供試体の微小せん断剛性率と液状化強度の相関性を検討した。供試体の密度を大きく変えることなく土粒子構造を変化させるため、本研究では両振幅鉛直ひずみ0.1%の排水せん断履歴、および液状化履歴を供試体に与えた。排水せん断履歴回数が増加するほど動的せん断剛性率と液状化強度の値が上昇することを確認した。また、液状化履歴を受けた供試体は、せん断剛性率と液状化強度の値が低下する傾向も確認した。これらの実験結果を基に、本研究では相対密度50%の豊浦砂供試体が有し得るせん断剛性率と液状化強度の上限・下限について考察を行った。
  • 芹川 由布子, 吉田 雅穂, 宮島 昌克
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_489-I_495
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     2011年東日本大震災では埋立地等の戸建住宅に液状化被害が多発し,その数は計2万7千棟を数える.これらの被害を受け,地震による液状化被害は深刻な問題となり,今後の安全な宅地供給を期待するとともに,液状化対策コストの低廉化を進めることが求められている.著者らは,間伐丸太を液状化対策に利用することを提案しており,より実用的な工法の考案に繋げるため,戸建住宅を対象とした液状化対策工法の需要と費用対効果を明らかにするための一般市民を対象としたアンケート調査を行った.また,既設構造物の液状化対策工法として構造物周辺地盤に丸太を打設する工法に着目した.浦安市で提案された格子状改良工法を比較対象として,構造物周辺地盤に丸太を打設する方法の有効性について模型振動実験による検討を行った.
  • 若竹 雅人, 伊藤 陽, 田中 宏司, 片桐 信, 鈴木 崇伸
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_496-I_505
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     本稿では通信埋設管の浅層埋設区間に適用されるコンクリートで巻き立てられた区間に着目する.コンクリート巻き立て工法は地下管路の浅層埋設区間において道路工事等から管と収容ケーブルを保護することを目的として採用される.過去の震災の経験によりこの区間は地震時において被害を受けやすいという経験則は有しているが,地震時の挙動が不明であるため定量的な評価が実施できていなかった.地震時の着目区間の定量評価を目的として,地盤内のコンクリート巻き立て区間の挙動を把握するための試験を実施した.試験によりコンクリートで巻き立てられた区間の地盤拘束力を評価し,着目区間はコンクリートで巻き立てられていない区間と比較して大きな地盤拘束力が作用するということが明らかとなった.
  • 宇野 州彦, 稲場 友也, 小林 將志, 秋山 充良
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_506-I_514
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     東北地方太平洋沖地震において損傷を受けたRCラーメン高架橋に関して,これまで複数の文献においてその被害分析がなされており,プッシュオーバー解析等を行って柱部材の損傷進展について推察がなされている.本論文では,当該地震により柱部材に損傷を受けた第一中曽根高架橋について推定地震動を用いて3次元非線形動的解析を実施し,各柱部材および高架橋全体の地震時挙動を把握して,どのような過程で柱部材が損傷を受け,また各柱部材において損傷度になぜ差異が生じたのかについて考察した.RCラーメン高架橋の中間に位置する柱に比べて端部に位置する柱により大きな損傷が生じたのは,地震時に高架橋の回転変形モードが卓越したことが原因であるということを,数値解析的検討から明らかにした.
  • 小野 祐輔, 内藤 正輝, 酒井 久和, 太田 直之
    2016 年 72 巻 4 号 p. I_515-I_522
    発行日: 2016年
    公開日: 2016/05/20
    ジャーナル フリー
     石積擁壁を対象とした地震応答解析では,個別要素法(DEM)や有限要素法(FEM),あるいは不連続変形法(DDA)が用いられきた.しかしながら,石積擁壁の地震応答解析に対しては,いずれの解析法も様々な問題を有しており,新たな数値解析手法の開発が必要となっている.そこで,本研究では,これらに代わる新たな数値解析手法としてSmoothed Particle Hydrodynamics (SPH)法に着目し,過去に実施された模型振動実験を対象とした再現解析を行うことでその適用性を検討した.本研究で実施したSPH法による解析では,加振後に擁壁に生じる残留変形について,変位の大きさについては過大評価となったものの,その形状を再現することができた.
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