11 - 日本地震工学会

Strain * sec (*10 -4 )10001001010y = 917.761 x -3.185R 2 = 0.875Linear calc.strain * sec (*10 -4 )10001001010y = 5067.999 x -5.528R 2 = 0.962SHAKEstrain * sec (*10 -4 )10001001010y = 96.241 x -2.243R 2 = 0.815Proposedmethod m=2.701 10 100Frequency (Hz)01 10 100Frequency (Hz)01 10 100Frequency (Hz)図 13 第 1 層 ( 深 度 2.95m, Vs=51m/sec)での 応 答 計 算 結 果 のせん 断 ひずみ 波 形 のフーリエスペクトル 振 幅 と 周 波 数 の 関 係Shear modulus G (MN/m 2 )5432100.1 1.0 10.0 100.0Frequency (Hz)Sugito et al.(1994)Yoshida et al(2002)ProposedmethodSHAKEDamping ratio h (%)201510500.1 1.0 10.0 100.0Frequency (Hz)Sugito et al.(1994)Yoshida et al.(2002)ProposedmethodSHAKE図 14 第 1 層 での 剛 性 率 (G)および 減 衰 比 (h)の 周 波 数 依 存 性7. 考 察7.1 せん 断 ひずみ 波 形 のスペクトル提 案 した 改 良 型 等 価 線 形 地 震 応 答 解 析 結 果 に 対 して、せん 断 ひずみ 波 形 の 周 波 数 特 性 について 考 察 する。まず、 地 震 応 答 解 析 を 行 った 全 層 の 中 でせん 断 ひずみの 一 番 大 きな 最 表 層 ( 深 度 2.95m, Vs=51m/sec)のせん断 ひずみ 波 形 を 取 り 出 し、せん 断 ひずみ 波 形 のフーリエスペクトルを 求 めた。その 周 波 数 に 対 する 傾 きを 線形 計 算 、 等 価 線 形 計 算 (SHAKE)および 改 良 型 等 価 線 形 計 算 結 果 で 比 較 し 図 13 に 示 した。せん 断 ひずみ 波 形 の周 波 数 特 性 は、どの 解 析 手 法 においても 周 波 数 に 対 して 2Hz 付 近 からほぼ 単 調 減 少 を 示 している。また、SHAKE による 傾 きが 一 番 大 きく、 高 周 波 数 での 増 幅 度 の 過 小 評 価 と 対 応 している。7.2 剛 性 率 および 減 衰 比 の 周 波 数 依 存 性式 (3)のαに 周 波 数 依 存 性 を 導 入 した 杉 戸 ら (1994) の 手 法 、Yoshida et al. (2002) の 手 法 、 本 研 究 による 提 案手 法 および SHAKE の 計 算 結 果 から、 剛 性 率 (G) と 減 衰 比 (h) の 周 波 数 依 存 性 を 算 出 し 図 14 に 示 した。 杉 戸らの 手 法 では、 剛 性 率 と 減 衰 比 の 周 波 数 依 存 性 に 凹 凸 が 現 れており、 結 果 として 高 周 波 数 側 で 小 さな 減 衰 比になっていることが、 過 大 な 最 大 加 速 度 が 計 算 される 主 因 だと 考 えられる。Yoshida et al.の 手 法 では、 弾 性 挙動 を 示 す 6Hz より 高 周 波 数 側 の 剛 性 率 および 減 衰 比 がフラットになっており、これが 応 答 計 算 結 果 の 加 速 度波 形 のフーリエスペクトルが 線 形 計 算 のフーリエスペクトルに 移 行 する 原 因 となっている。 提 案 した 手 法 では、 剛 性 率 および 減 衰 比 は 周 波 数 に 対 して 単 調 増 加 および 単 調 減 少 しており、Yoshida et al. (2002)がゼロクロス 法 で 求 めたせん 断 ひずみ 波 形 の 振 幅 と 周 波 数 の 関 係 と 整 合 している。7.3 係 数 m と 計 算 地 表 最 大 加 速 度 の 関 係式 (6)および 式 (7)における 係 数 mと 設 定 した mを 用 いた 改 良 型 等 価 線 形 計 算 の 地 表 最 大 加 速 度 については、今 回 の 解 析 の 場 合 は 図 15 に 示 す 関 係 がある。m が 増 えるにつれて、 高 周 波 数 が 減 少 する 計 算 となるため 地 表最 大 加 速 度 は 小 さくなる。 現 時 点 では、m を 事 前 に 決 める 手 法 が 見 つけられていないが、TKCH07 のような-155-