3次元的に不整形な地下構造における地盤表面波の効率的解析手法の開発

三维不规则地下结构地面波有效分析方法的开发

基本信息

批准号：
61025016
负责人：
大町達夫
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research in Natural Disasters
财政年份：
1986
资助国家：
日本
起止时间：
1986 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-61025016/
关键词：
波動伝播 3次元不整形地盤表面波

项目摘要

地盤を伝播する表面波の理論解は、平行層地盤について導かれたものはあるが、基盤が傾斜していたり、表層地盤が3次元的に変化しているような場合には、従来の意味での表面波は厳密には存在せず、境界条件や地盤形状を反映した複雑なものとなる。そこで我々が既に開発している有限要素技法を用いた平行層地盤におけるラブ波の簡易数値解析手法を拡張して3次元的不整形地盤に適用するために、平行層仮定によって導かれた表面波の解し振動形,位相速度,群速度等)がどのような条件ならば不整形地盤における近似解として工学的に許容できるかを数値解析と模型実験によって明らかにした。まず、最も簡単な不整形地盤として傾斜した基盤を持つ2次元地盤を考え、この地盤の振動・波動特性を数値解析的に調べた。要素内一定ひずみの有限要素法によって、この地盤の固有値解析を行った結果、(1)勾配が20%以下の傾斜地盤の深さ方向の振動形は低次の場合には平行層における振動形と相似であること、(2)傾斜地盤上のある点での卓越周期はその地点での層厚から1/4波長則によって計算された周期よりも10〜20%短かいこと、等がわかった。次にアクリルアミドゲルを用いて、勾配が10%未満の模型弾性地盤を作成し、この地盤における波動伝播特性を調べた。その結果(3)傾斜層内の位相速度や群速度はその点の層厚を持つ平行層の値とほぼ等しいこと、自由表面上の一点を単発加振した場合、(4)波が深い方向から浅い方向へ伝播する場合には各地点ではその地点の層厚に対応した周期成分があらわれること、(5)波が浅い方向から深い方向へ伝播する場合には、加振点の層厚に対応した周期成分が各地点に現れ、これよりも長い周期成分を持った波は伝わらないこと、等がわかった。これらによって3次元的不整形地盤における表面波動に対する効率的な解析手法を開発しうる手がかりが得られた。

如果底座倾斜或表面层在3D中变化，则表面波的理论解决方案是常规的含义，尽管底座被引导到平行层。复杂的反映边界条件和地面形状的复杂。因此，为了使用我们已经开发的有限元技术在平行层的基础上扩展简单的爱情波的方法，通过平行层假设得出的表面波。工程作为非形状地面的近似解决方案，例如振动形式，相位速度，组速度等）。首先，考虑到具有最简单的非整形地面的两个维度，该地面的振动和波形特征进行了数值检查。由于元素中恒定应变的有限元方法对该地面进行了独特的价值分析，（1）坡度在斜坡的深度方向上，梯度为20％或以下的梯度低，如下所示。可以理解的是，它类似于（2）（2）斜率点的可选循环短10％至20％，比该点厚度的1/4波长规则计算得出的循环。 ta。接下来，使用凝胶中的丙烯酸产生了梯度小于10％的模型弹性地面，并检查了该地面上的波传播特性。结果（3）倾斜层中的相位速度和组速度几乎等于该点的平行层的值，如果单独剥离自由表面上的一个点，（4）波在沿浅方向传播时，每个点都具有与点厚度相对应的周期性成分，并且（5）波从浅方向传播到深度方向时，振动点的厚度为振动的厚度在每个点出现，发现循环较长的波是没有传播的。这些线索获得了可以开发有效的分析方法，用于在三个维度非尺寸的地面上进行表面振动。