Highly accurate evaluation of dynamic response of foundations subjected to large earthquake ground motions based on small earthquake events

基于小震事件高精度评估大地震地基运动地基动力响应

基本信息

批准号：
21H01414
负责人：
齊藤正人
金额：
$ 10.9万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の研究は研究計画に基づいて順調に進行している。具体的には下記の２つの成果が得られたので、それぞれ成果の概要を示す。１．令和3年度に提案した杭基礎のインピーダンス関数の推定方法の高精度化と推定値を用いた地盤-杭-構造物系の非弾性応答評価システムの開発とその評価令和3年度に提案したインピーダンス関数の推定方法を令和4年度の研究にて高精度化を実現した。インピーダンス関数の推定では、局所的な剛性項や減衰項の増減傾向を捉えることが難しかった。そこで、計測された構造物の伝達関数を再現できるVoigtモデルを各振動数で求め、求めたVoigtモデル結果をDQN解析に組み込んだところ、深層強化学習によるインピーダンス関数の推定精度を飛躍的に改善することに成功した。次に、この推定されたインピーダンス関数を用いて、実験で用いた構造物を対象にした非線形時刻歴応答解析のためのシステム開発を行った。非線形性は本研究プロジェクト計画の元になった科研プロジェクトにて開発済みのe-GLPMモデルを解析システムに組み込み、多自由度系の非弾性構造体を扱うことができるシステムである。本開発システムに実験と同じ地表面入力を与えて解析を行ったところ、実験結果と極めて類似した応答特性を示すことが明らかとなり、本システムの妥当性が確認できた。２．令和5年度実施予定の大型基礎実験の予備解析の実施令和5年度に実施予定の大型基礎について、3次元非線形有限要素法を用いた解析を実施し、大型基礎天端における復元力特性を把握した。載荷速度によっては、静的骨格曲線を大幅に上回る抵抗が生じる可能性を示しており、実験での載荷レベルについて慎重なケース選択を行う必要性を示唆した。

今年的研究工作按照研究计划进展顺利。具体而言，得到以下两个结果，各结果的总结如下。 1.使用2021财年提出的高精度桩基阻抗函数估计方法和2021财年提出的估计值，开发和评估土-桩-结构系统的非弹性响应评估系统。通过研究，阻抗函数估计方法实现了更高的精度。 2020.在估计阻抗函数时，很难捕捉局部刚度和阻尼项增加或减少的趋势。因此，通过找到一个能够重现每个频率下被测结构的传递函数的 Voigt 模型，并将找到的 Voigt 模型结果纳入 DQN 分析中，使用深度强化学习的阻抗函数估计的准确性得到了显着提高。接下来，使用这个估计的阻抗函数，我们开发了一个系统，用于对实验中使用的结构进行非线性时程响应分析。非线性是一个可以处理多自由度非弹性结构的系统，通过将 Kaken 项目中开发的 e-GLPM 模型（该研究项目计划的基础）纳入分析系统中。当使用与实验相同的地面输入对所开发的系统进行分析时，发现响应特性与实验结果极其相似，证实了系统的有效性。 2.对计划于2021年进行的大型基础实验进行初步分析。对计划于2021年进行的大型基础进行三维非线性有限元分析，并进行顶部恢复力特性我会评估大型基础的。结果表明，根据加载速度，阻力可能显着超过静态骨架曲线，这表明在实验中需要仔细选择加载水平的案例。