都市防災工学
第
3回 土の動的変形特性
2 塑性変形 応力（入力） ひずみ（応答） 弾性状態 塑性状態 元に戻らない （残留ひずみ） 元に戻る （フックの法則） 剛性 3 塑性材料の履歴ループ 応力（入力） ひずみ（応答） 4 履歴ループによるエネルギーの消費 応力（入力） ひずみ（応答） 材料に与えた エネルギー （力×変位） 材料から受ける エネルギー 消費した エネルギー5 履歴ループによるエネルギーの消費 応力（入力） ひずみ（応答） １ループで 消費するエネルギー
⇒減衰
6 土の履歴減衰 せん断応力 せん断ひずみ W Wh
= 4 ・ 1 W W 1 7 原位置試料の室内動的変形試験 7腐植土
砂質シルト
中空ねじりせん断試験装置 8 地盤の非線形性（室内試験） 8 せん断剛性比 , G /G0 G 1 段階載荷 減衰定数 , h (%) 30 0 20 10 t t t 1 0.5 0 中空ねじり せん断試験 三軸 圧縮試験 1 ∆W W h= 4 ・1 W ∆W せん断ひずみ, 小 大 採取試料の室内試験結果（せん断剛性比） 0 0.5 1 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 K-NET C-1 K-NET P-1 K-NET P-2 JMA C-2 JMA S-1 G / G 0 Shear Strain 腐植土 シルト 粘土 0 0.1 0.2 0.3 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 K-NET C-1 K-NET P-1 K-NET P-2 JMA C-2 JMA S-1 h Shear Strain 採取試料の室内試験結果（減衰定数） 11 土質分類ごとの動的変形特性 11 粘性土2×10-3程度 砂質土5×10-4程度 砂礫 2×10-4程度 初期剛性の低い土質ほど剛性低下しづらい 12 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 振動数 (Hz) 増幅率 H V f S 4 1st ２層地盤の伝達関数（表層地盤のS波速度） 12 E1 F1 E2 F22 =1.85 t/m 3 VS2=400 m/s h2 =0.02 VS1 (m/s) 100 200 300 1 =1.7 t/m3 VS1 h1 =0.02 H1= 25m 1 1 Si i Si i i V V R
13 強震観測点の地盤構造
13
解放基盤面 K-NET Ojiya JMA Ojiya
14 地盤の非線形性（強震記録） 14 地震動レベルが大きくなるに従い 卓越周期が延びる ⇒ 表層地盤の剛性が非線形化に より低下するため S V H T 4 ：4分の1波長則 SSI K-NET JMA 15 加速度記録のフーリエスペクトル比 15 本震 最大余震 余震 振幅大 振幅小 小千谷市内の建物被害分布と地震観測 No.5 No.1
17
No.5 No.6 No.4 No.3No.2K-NETNo.1JMA
0.05 0.1 0.5 1 Period (s) H/V 推定された表層地盤のＳ波速度構造 地震観測記録の速度応答スペクトル
ANo.5 No.6 No.4 No.3 No.2 No.1 A’
K-NET JMA 西地区 市中心部 19 表層地盤の伝達関数 20 R : 最大応答変形角 Cy: ベースシェア係数
No.5 No.6 No.4 №3No.2K-NET№1 JMA
1 0
Ratio
