JP2012037305A - Sequential nonlinear earthquake response analysis method for foundation and storage medium with analysis program stored thereon - Google Patents
Sequential nonlinear earthquake response analysis method for foundation and storage medium with analysis program stored thereon Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012037305A JP2012037305A JP2010176010A JP2010176010A JP2012037305A JP 2012037305 A JP2012037305 A JP 2012037305A JP 2010176010 A JP2010176010 A JP 2010176010A JP 2010176010 A JP2010176010 A JP 2010176010A JP 2012037305 A JP2012037305 A JP 2012037305A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- model
- strain
- ground
- curve
- equation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
本発明は、地盤の逐次非線形地震応答解析を行う際に用いる履歴曲線を形成する数学モデルに係る、地盤のせん断剛性比及び減衰定数のひずみ依存性を模擬することができる非線形性モデルによる逐次非線形地震応答解析方法と、その解析プログラムを記憶した記憶媒体に関するものである。 The present invention relates to a mathematical model for forming a hysteresis curve used when performing a sequential nonlinear seismic response analysis of the ground, and a sequential nonlinear using a nonlinear model that can simulate the strain dependence of the shear stiffness ratio and damping constant of the ground. The present invention relates to an earthquake response analysis method and a storage medium storing the analysis program.
地震動は、弾性体と考えて良い地中深い所の硬質地盤から徐々に増幅されながら伝播し、表層の軟らかい地盤を通って地表面に到達する。表層の軟らかい地盤は、ひずみが小さくても非線形性(剛性が低下し、減衰が増加する現象)を示し、地震動が大きい場合は弾塑性体として挙動するため、地盤の逐次非線形地震応答解析を行うには、時刻歴において刻々と変化する応力−ひずみ関係の非線形性を考慮した適切な非線形モデルを採用する必要がある。その際の地盤の非線形特性は、室内土質試験(振動三軸試験や中空ねじり試験)を行い、これによって得られた応力−ひずみの関係から、地盤のせん断剛性比と減衰定数を地盤のせん断ひずみに依存した形で示される。 Earthquake motion propagates while being gradually amplified from the hard ground deep in the ground, which can be considered as an elastic body, and reaches the ground surface through the soft ground of the surface layer. The soft ground of the surface layer exhibits non-linearity (a phenomenon in which the rigidity decreases and the damping increases) even when the strain is small, and when the ground motion is large, it behaves as an elasto-plastic body. It is necessary to adopt an appropriate nonlinear model that takes into account the nonlinearity of the stress-strain relationship that changes every moment in the time history. The non-linear characteristics of the ground at that time include indoor soil tests (vibration triaxial test and hollow torsion test). From the stress-strain relationship obtained, the shear stiffness ratio and damping constant of the ground are determined. It is shown in a form dependent on.
地盤の非線形モデルは、応力−ひずみ関係(骨格曲線)と応力−減衰関係(減衰曲線)及びそれらを組み合わせて載荷−除荷の繰り返しに適用可能とした履歴曲線の三曲線で表される。代表的な非線形モデルとしては、従来から、双曲線モデル(H−Dモデルとも呼ばれるが、ここでは双曲線モデルという)、ランベルグ・オスグッド(Ramberg-Osgood;R−O)モデルが知られている。 The non-linear model of the ground is represented by three curves of a stress-strain relationship (skeleton curve), a stress-damping relationship (damping curve), and a hysteresis curve that can be applied to repeated loading-unloading by combining them. Conventionally, as a typical nonlinear model, a hyperbola model (also referred to as a hyperbola model here, which is also referred to as an HD model) and a Ramberg-Osgood (RO) model are known.
また、R−Oモデルや双曲線モデルによる応力−ひずみモデルを用いて、逐次非線形地震応答解析に適用する方法としては、下記特許文献1に記載されたものが知られている。
Moreover, as a method of applying to a sequential nonlinear seismic response analysis using the stress-strain model by a RO model or a hyperbola model, what was described in the following
しかしながら、従来の非線形モデルのうち双曲線モデルは、骨格曲線を基準ひずみと微小ひずみ時のせん断剛性という明瞭な二つのパラメータで表現するもので、シンプルではあるが、減衰曲線及び履歴曲線が定義されていないため、逐次非線形地震応答解析には適用することができない。また、双曲線モデルの骨格曲線では、小ひずみ域から大ひずみ域まで精度良く表すことは難しい。この双曲線モデルにMasing則を適用することにより履歴曲線を定義する方法(修正H−Dモデル)もあるが、修正H−Dモデルでは、減衰定数は最大減衰を考慮しない為、ひずみが大きい領域で減衰定数が過大に評価される傾向がある、といった問題がある。 However, the hyperbolic model of the conventional nonlinear model expresses the skeletal curve with two clear parameters, the standard strain and the shear rigidity at the time of micro strain, and although it is simple, the attenuation curve and the hysteresis curve are defined. Therefore, it cannot be applied to sequential nonlinear seismic response analysis. Moreover, it is difficult to accurately represent the skeletal curve of the hyperbolic model from the small strain region to the large strain region. There is also a method of defining a hysteresis curve by applying the Masing rule to this hyperbolic model (modified HD model). However, in the modified HD model, the attenuation constant does not take into account the maximum attenuation. There is a problem that the attenuation constant tends to be overestimated.
また、従来の非線形モデルのうちR−Oモデルは、4つのパラメータで構成されるので多様性があり、応用性は高いが、せん断剛性Gを小ひずみ域では過小に評価し、大ひずみ域では過大に評価する傾向があり、しかもその影響で減衰の評価も精度が高くないといった問題がある。 In addition, among the conventional nonlinear models, the RO model is composed of four parameters, so it has a variety of applications and high applicability. However, the shear stiffness G is underestimated in the small strain region, and in the large strain region. There is a tendency that evaluation tends to be excessive, and the accuracy of attenuation is not high due to the influence.
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、地震動による地盤の挙動をせん断剛性及び減衰と共に微小ひずみから大ひずみ領域まで数値シミュレーションにより精度良く非線形モデル化し、この非線形モデルを逐次非線形地震応答解析に適用する方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its technical problem is to accurately analyze the behavior of the ground due to earthquake motion by numerical simulation from a small strain to a large strain region together with shear stiffness and damping. And to provide a method for applying this nonlinear model to sequential nonlinear earthquake response analysis.
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項1の発明は、地盤の逐次非線形地震応答解析を行う際に用いる地盤の非線形特性のモデル化において、土質試験により得られた骨格曲線、せん断剛性比G/G0−ひずみγ関係、及び減衰曲線を、式(3)で表わされる修正双曲線モデルと式(4)で表わされるR−Oモデルを混合した混合モデル(以下、H−Rモデルという)を用いることにより全ひずみ領域において模擬し、前記H−Rモデルのパラメータを近似法により自動的に設定することを特徴とするものである。
すなわち、本発明で用いるH−Rモデルは、双曲線モデルとR−Oモデルを修正かつ混合したものであるため、双曲線モデル及びR−Oモデルの適用範囲を補うものとなり、R−Oモデルにおいて大ひずみ領域でのせん断剛性を大きく評価する傾向や、双曲線モデルにおいて大ひずみ領域でのせん断剛性を小さく評価する傾向を抑制することができる。 That is, since the HR model used in the present invention is a modified and mixed hyperbola model and RO model, it supplements the applicable range of the hyperbola model and the RO model, and the RO model is large in the RO model. It is possible to suppress a tendency to largely evaluate the shear rigidity in the strain region and a tendency to evaluate the shear rigidity in the large strain region to be small in the hyperbolic model.
請求項2の発明に係る地盤の逐次非線形地震応答解析方法は、請求項1に記載の方法において、パラメータλを設定するための近似法が最小二乗法によるものであることを特徴とするものである。すなわち、土質試験結果のせん断剛性比−ひずみ関係、及び減衰定数−ひずみ関係を模擬する手法として最小二乗法を用いるため、精度良く再現性の高い近似を行うことができる。
The method of sequential nonlinear earthquake response analysis of ground according to the invention of
請求項3の発明に係る地盤の逐次非線形地震応答解析方法は、請求項1に記載の方法において、式(3)で表わされる修正双曲線モデルが、式(2)で表わされる双曲線モデルの骨格曲線にパラメータλと微小ひずみγmを追加したものであることを特徴とするものである。この方法により、全ひずみ領域で骨格曲線を精度よく模擬することができる。
請求項4の発明に係る地盤の逐次非線形地震応答解析方法は、請求項1に記載の方法において、式(4)で表わされるR−Oモデルのパラメータαの値を、式(9)の右辺のG0、γ、τ、τ0、βに、土質試験から得られた値を代入して求めることによりひずみ依存性を付与することを特徴とするものである。この方法により、全ひずみ領域で骨格曲線及び減衰曲線を精度よく模擬することができる。
請求項5の発明に係る地盤の逐次非線形地震応答解析方法は、請求項1に記載の方法において、式(4)で表わされるR−Oモデルのパラメータαの値を、双曲線モデルにパラメータを追加した修正双曲線モデルの骨格曲線の表示式(3)を利用した式(10)により求めることによりひずみ依存性を付与することを特徴とするものである。
請求項6の発明に係る地盤の逐次非線形地震応答解析方法は、請求項1に記載の方法において、載荷から除荷あるいは逆に除荷から載荷に変化することによってパラメータαが骨格曲線から外れる場合に、次式(11)による、過去の最大または最小ひずみに達した時点のパラメータαaの値を定数とすることを特徴とするものである。すなわち、地震応答のように載荷―除荷が繰り返される場合の履歴曲線において、応答応力―ひずみが骨格曲線上にある場合は、パラメータαはひずみに依存して刻々変化するが、載荷から除荷あるいは逆に除荷から載荷に変化することによってパラメータαが骨格曲線から外れる場合に、過去の最大または最小ひずみに達した時点のパラメータαaの値を定数とすることによって、Masing則の適用が可能となる。
請求項7の発明に係る地盤の逐次非線形地震応答解析方法は、請求項1に記載の方法において、R−Oモデルにおける微小ひずみ時に減衰定数hが0となることで減衰が過小評価されることを回避するために、R−Oモデルの修正において、次式(12)により、減衰定数hに最小減衰定数hminを有するように修正することを特徴とするものである。このようにすれば、小ひずみ領域で減衰定数が過小評価されることなく、過大な応答値とならないようにすることができる。
請求項8の発明に係る記憶媒体は、請求項1〜7のいずれかに記載された地盤の逐次非線形地震応答解析方法を実行するためのプログラムが記憶されたものである。 A storage medium according to an eighth aspect of the invention stores a program for executing the ground sequential nonlinear seismic response analysis method according to any one of the first to seventh aspects.
本発明に係る地盤の逐次非線形地震応答解析方法によれば、地盤調査結果の骨格曲線及び減衰曲線を精度良く模擬することができ、極端な剛性低下や剛性の過大評価あるいは減衰定数の過小評価による不安定な挙動が発生しにくい非線形モデルを得ることができる。精度良く再現性の高い近似が可能である。 According to the ground sequential nonlinear seismic response analysis method according to the present invention, it is possible to accurately simulate the skeletal curve and the attenuation curve of the ground survey result, by extreme rigidity reduction, rigidity overestimation or attenuation constant underestimation. It is possible to obtain a nonlinear model in which unstable behavior is unlikely to occur. Approximation with high accuracy and high reproducibility is possible.
以下、本発明に係る地盤の逐次非線形地震応答解析方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。まず図1は、本発明に係る地盤の逐次非線形地震応答解析に用いられる解析装置を示す概略構成説明図である。 The ground sequential nonlinear earthquake response analysis method according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a schematic configuration explanatory view showing an analysis apparatus used for a ground sequential nonlinear seismic response analysis according to the present invention.
この解析装置は、CPU(中央演算処理装置)101と、このCPU101に接続されたキーボードやマウスなどの入力部102、インターフェイス103、メモリ104、ハードディスク105及びディスプレイ106などで構成される汎用のパソコン100からなるものであって、ネットワークを介してサーバ111やプリンタ112などが接続されている。また、不図示の試験装置(振動三軸試験装置や中空ねじり試験装置など)からの計測データが、インターフェイス103を介してCPU101に入力可能となっている。
This analysis apparatus is a general-purpose
ハードディスク105には本発明に係る地盤の非線形モデルによる逐次非線形地震応答解析に必要な演算プログラムが保存されている。このプログラムは、予めCD−ROMやUSBメモリなどの適当な記憶媒体107に記録され、この記憶媒体107から読み出されてハードディスク105にインストールされたものである。
The
そしてCPU101は、ハードディスク105に格納された演算プログラムにしたがって、後述する処理ステップによる逐次非線形地震応答解析を実行するものであり、これによってパソコン100は、本発明に係る地盤の逐次非線形地震応答解析方法を実現する解析装置として機能する。
The
図2は、本発明に係る地盤の逐次非線形地震応答解析方法による応力−ひずみ関係の骨格曲線と履歴曲線を示すヒステリシス線図である。 FIG. 2 is a hysteresis diagram showing a skeleton curve and a history curve of a stress-strain relationship by a ground sequential nonlinear seismic response analysis method according to the present invention.
この線図において、参照符号1は処女載荷骨格曲線である。処女載荷骨格曲線1は、応力及びひずみが共に0からスタートし、繰り返し載荷がない状態(処女載荷)の応力τとひずみγの関係を示すもので、実際には、繰り返し三軸試験の各振幅の応力、ひずみ履歴曲線の最大振幅で代用される。また、試験データとモデル計算値の適合性は、この処女載荷骨格曲線1で判断する。
In this diagram,
また、参照符号2は履歴曲線である。この履歴曲線2は、ひずみγaで除荷された場合の処女載荷骨格曲線1上の除荷点Pからの応力τとひずみγの関係及びひずみ−γaで除荷された場合の処女載荷骨格曲線1上の負側の点P’からの応力τとひずみγの関係を示すものである。
本発明では、骨格曲線1と履歴曲線2を結びつけるMasing則が、骨格曲線1上でひずみγが過去の最大ひずみγa(又は−γa)を超えた時点で、モデルのパラメータが変化するように設定される(不可逆性)。このため、ひずみγが過去の最大ひずみγaを超えた点γbで除荷された場合の小ひずみの履歴曲線3は、大ひずみを生じる前の履歴曲線と同一ではなくなり、大ひずみを経験する前と後で履歴曲線が同一であった従来技術に比較して、再現性の高い近似が可能となる。
In the present invention, the Masing rule that connects the
図3は、図1に示される解析装置による概略的な処理の流れを示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing a schematic processing flow by the analysis apparatus shown in FIG.
まずオペレータが、パソコン100を立ち上げ、本プログラムを起動させると、CPU101にハードディスク105から逐次非線形地震応答解析に必要な基本データが読み込まれる(ステップS1)。
First, when the operator starts up the
次に、解析対象とする地盤のボーリングにより採取した地盤材料について、室内土質試験(振動三軸試験や中空ねじり試験)により得られた応力、ひずみ、剪断波速度、剪断剛性、減衰定数など、種々の地盤物性値の計測データが、不図示の試験装置からインターフェイス103を介してCPU101に読み込まれる(ステップS2)。また、これらの地盤データは、キーボードなどの入力部102の操作によって、オペレータが入力することもできる。
Next, regarding the ground material collected by boring the ground to be analyzed, various stresses, strains, shear wave velocity, shear stiffness, damping constant, etc. obtained by indoor soil tests (vibration triaxial test and hollow torsion test) The measurement data of the ground physical property value is read into the
次に、ステップS1で取得した基本データ及びステップS2で取得した地盤データから、地盤の応答解析を行うのに必要な特性を示す質量マトリクスM、減衰マトリクスC及び剛性マトリクスKを作成する(ステップS3)。 Next, from the basic data acquired in step S1 and the ground data acquired in step S2, a mass matrix M, a damping matrix C, and a stiffness matrix K indicating characteristics necessary for performing ground response analysis are created (step S3). ).
次に、表層地盤下部(工学的基盤)に入力する地震動のデータを読み込み(ステップS4)、次式(1)で表わされる運動方程式の右辺に代入する(ステップS5)。
次に、CPU101は、式(1)を用いて、直接積分法(線形加速度法)により、解析対象の地盤の刻々と変化する応答加速度、応答変位、応答速度及び応答最大値分布などを演算する時刻歴応答解析を実行する。
Next, the
また、上述の直接積分法のみによる時刻歴応答解析では、非線形のひずみ依存性の影響を考慮して地盤の挙動を正確に解析することが困難であることから、本発明では、地盤の非線形特性のモデルを、地盤のせん断剛性比G/G0(G:せん断剛性、G0:ひずみ初期の微小ひずみ時のせん断剛性)と減衰定数hを地盤のせん断ひずみγに依存した形で求める(ステップS6)。 In the time history response analysis using only the direct integration method described above, it is difficult to accurately analyze the ground behavior in consideration of the influence of nonlinear strain dependence. Of the ground shear stiffness ratio G / G 0 (G: shear stiffness, G 0 : shear stiffness at the time of micro strain at the initial strain) and damping constant h are determined in a form depending on the shear strain γ of the ground (step S6).
図4は、上記ステップS6に相当する本発明に係る地盤の逐次非線形地震応答解析方法による解析の流れを示すフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart showing a flow of analysis by a ground nonlinear earthquake response analysis method according to the present invention corresponding to step S6.
まず微小ひずみγmを設定し(ステップS61)、先に説明した室内土質試験により得られた地盤の物性値の計測データから、基準ひずみγ0.5を求める(ステップS62)。基準ひずみγ0.5は、G/G0=0.5となるひずみである。 First, a minute strain γ m is set (step S61), and a reference strain γ 0.5 is obtained from the measurement data of the physical property values of the ground obtained by the indoor soil test described above (step S62). The reference strain γ 0.5 is a strain where G / G 0 = 0.5.
次式(2)は、従来の双曲線モデルを表すモデル式である。この式(2)におけるτは応力、γはせん断ひずみ、G0は初期せん断剛性、γ0.5は基準ひずみである。
本発明では、先に説明した室内土質試験により得られた地盤の物性値の計測データに最小二乗法を適用することによってパラメータλを求め(ステップS63)、上記式(2)で示される双曲線モデルの骨格曲線に、パラメータλ及び微小ひずみγmを追加した次式(3)で示される修正双曲線モデルを設定する。したがって、この式(3)は、γm=0,λ=1とおけば式(2)と一致し、すなわち双曲線モデルと等価となるものである。
図5は、土質試験結果を本発明によるH−Rモデル、従来のR−Oモデル及び双曲線モデルで模擬したせん断剛性比G/G0とひずみγの関係、減衰定数hとひずみγの関係、及び骨格曲線を、それぞれ地盤調査結果と比較して示す線図である。これらのシミュレーション結果から、本発明に係るH−Rモデルは、従来のR−Oモデル及び双曲線モデルに比較して、地盤調査結果と良く対応していることがわかる。 FIG. 5 shows the relationship between the shear stiffness ratio G / G 0 and the strain γ, and the relationship between the damping constant h and the strain γ, in which the soil test results are simulated by the HR model according to the present invention, the conventional RO model and the hyperbolic model. It is a diagram which shows a skeleton curve in comparison with a ground survey result, respectively. From these simulation results, it can be seen that the HR model according to the present invention corresponds well to the ground survey results as compared with the conventional RO model and hyperbolic model.
また、次式(4)は公知のR−Oモデルを表すモデル式である。この式において、τ0は破壊応力(τ0=G0・γ0.5)であり、α及びβはパラメータである。
上記R−Oモデルの表示式(4)をせん断剛性Gと初期せん断剛性G0の比G/G0で表わすと、次式(5)となる。
また、R−Oモデルにおける減衰定数hはα、βを定数として上記式(4)にMasing則を適用した場合の履歴面積から、次式(6)で求めることができる。
ここで、式(6)におけるhmaxは最大減衰比であり、減衰定数hと、G/G0として土質試験データを用い、最小二乗法により求められる(ステップS64)。
次にαの求め方であるが、式(4)をαについて解くことにより、次式(9)で表される。
本発明に係るH−Rモデルでは、式(9)におけるパラメータαをひずみ依存性として扱うが、その求め方には以下の二つの方法を採用する。 In the HR model according to the present invention, the parameter α in the equation (9) is treated as strain dependency, and the following two methods are adopted for obtaining the parameter α.
一つは、試験データから直接求める方法で、式(9)の右辺のG0、γ、τ、τ0、βに土質試験から得られた値を代入して求める方法である。図6は、このようにして式(9)の右辺のG0、γ、τ、τ0、βに、土質試験から得られた値を代入することにより模擬した、本発明に係るH−Rモデル及び従来のR−Oモデルの骨格曲線を、地盤調査結果と比較して示す線図である。この図6からわかるように、R−Oモデルではひずみγの値が変わってもパラメータαの値は一定値となっており、すなわちαはひずみ依存性がなく、このことがR−Oモデルの精度低下の一因となっていた。これに対し、本発明に係るH−Rモデルでは、αは定数ではなくひずみ依存の関数であり、地盤調査結果と良く対応していることがわかる。 One is a method of obtaining directly from the test data by substituting the values obtained from the soil test into G 0 , γ, τ, τ 0 , β on the right side of Equation (9). FIG. 6 shows the HR according to the present invention, which is simulated by substituting the values obtained from the soil test into G 0 , γ, τ, τ 0 , β on the right side of the formula (9) in this way. It is a diagram which shows the skeleton curve of a model and the conventional RO model compared with a ground investigation result. As can be seen from FIG. 6, in the RO model, the value of the parameter α is constant even if the value of the strain γ changes, that is, α has no strain dependence, which is the case of the RO model. This was one of the causes of the decrease in accuracy. On the other hand, in the HR model according to the present invention, α is not a constant but a strain-dependent function, and corresponds well with the ground survey result.
ただしこの方法では、地震応答結果のひずみが試験データの範囲を超えた場合、超えた範囲のαの値を外挿により求める必要があるので、精度が外挿方法に依存されることになる。 However, in this method, when the distortion of the seismic response result exceeds the range of the test data, it is necessary to extrapolate the value of α in the exceeded range, so the accuracy depends on the extrapolation method.
もう一つの方法は、式(3)で表わされる修正双曲線モデルの骨格曲線を利用する方法である。すなわち修正双曲線モデル式(3)のτを式(9)に代入すれば、パラメータαは次式(10)で求められる。
ここで逐次非線形地震応答解析に式(10)をそのまま用いた場合、図2に示されるヒステリシス線図において載荷から除荷あるいは逆に除荷から載荷へ変化して骨格曲線1から履歴曲線へ移行する場合にも、αは応答ひずみγに応じて刻々と変化するため、履歴曲線をMasing則で表すことができない。そこで本発明では、載荷から除荷あるいは逆に除荷から載荷に変化して骨格曲線1から履歴曲線へ移行する場合、過去の最大ひずみγa又は最小ひずみ−γaに達した時点のαの値を定数として用いることで、Masing則の適用による履歴曲線3の解析を可能にするものである。このルールにより、パラメータαは過去の最大ひずみγaの関数となり、不可逆的な性質を有するものとなる。これは式(10)のγをγaに置き換えた次式(11)に相当する(ステップS66)。
本発明に係る逐次非線形地震応答解析方法では、刻々と変化する応答ひずみγと式(11)のαaを式(4)に適用することで骨格曲線が求められ、式(5)に適用することで刻々のせん断剛性Gが求められ、逐次非線形地震応答解析が可能になる(ステップS67)。 In the sequential nonlinear seismic response analysis method according to the present invention, a skeletal curve is obtained by applying an ever-changing response strain γ and αa of equation (11) to equation (4), and applying to equation (5). Thus, the shear rigidity G is obtained every moment, and the nonlinear earthquake response analysis can be sequentially performed (step S67).
なお、式(6)においてγ→0すなわちG/G0→1のとき減衰定数hが0となり、土質試験結果を過小評価することになってしまうため、式(6)を、最小減衰定数hminを有する次式(12)のように修正する。
上述の解析ステップによる逐次非線形地震応答解析結果は、CPU101から時刻歴による応答加速度、応答速度、応答変位、応答最大値分布などとして出力される(図3のステップS7)。出力された解析データは、ディスプレイ106に表示され、また、メモリ104やハードディスク105に保存することができ、ネットワークを介してプリンタ112へ出力することもできる。
The result of sequential nonlinear earthquake response analysis by the above-described analysis steps is output from the
図7は、土質試験から得られた応力τ−ひずみγ関係による骨格曲線と履歴曲線を、本発明に係るH−Rモデルと従来のR−Oモデル及び双曲線モデルで比較して示す線図である。先に説明した図5(a)に示されるように、R−Oモデルでは大ひずみ領域でせん断剛性を大きく評価する傾向があり、双曲線モデルでは大ひずみ領域でせん断剛性を小さく評価する傾向があるため、R−Oモデルは、図7(b)に示されるようにτ−γ関係による骨格曲線が立った形となり、双曲線モデルは、図7(c)に示されるようにτ−γ関係による骨格曲線が大ひずみ領域で急激な剛性低下により横に寝た形、すなわち大ひずみ領域では僅かな応力の増大でひずみが大きく進行する結果となるのに対し、本発明に係るH−Rモデルは両者の中間的な解析結果が得られ、すなわち図7(a)に示されるように、R−Oモデルと双曲線モデルの適用範囲を補うとものであると言える。 FIG. 7 is a diagram showing a skeleton curve and a hysteresis curve based on the stress τ-strain γ relationship obtained from the soil test by comparing the HR model according to the present invention with the conventional RO model and hyperbola model. is there. As shown in FIG. 5A described above, the RO model has a tendency to largely evaluate the shear stiffness in the large strain region, and the hyperbolic model has a tendency to evaluate the shear stiffness to be small in the large strain region. Therefore, the RO model has a skeletal curve with a τ-γ relationship as shown in FIG. 7B, and the hyperbolic model has a τ-γ relationship as shown in FIG. 7C. While the skeletal curve is lying on its side due to a sudden decrease in rigidity in the large strain region, that is, in the large strain region, the result is that the strain greatly increases with a slight increase in stress, whereas the HR model according to the present invention is An intermediate analysis result between the two is obtained, that is, as shown in FIG. 7A, it can be said that the application range of the RO model and the hyperbola model is supplemented.
図8は、逐次非線形地震応答解析結果の加速度波形を本発明に係るH−Rモデルと従来のR−Oモデル及び双曲線モデルで比較して示す線図、図9は、逐次非線形地震応答解析結果の加速度応答スペクトル(h=5%)及び逐次非線形地震応答解析結果の疑似速度応答スペクトル(h=5%)を本発明に係るH−Rモデルと従来のR−Oモデル及び双曲線モデルで比較して示す線図、図10は、逐次非線形地震応答解析結果の最大絶対加速度、最大相対速度、最大相対変位、最大ひずみ、せん断波速度、及び減衰定数の鉛直方向分布を本発明に係るH−Rモデルと従来のR−Oモデル及び双曲線モデルで比較して示す線図である。これらの線図からも、本発明に係るH−Rモデルは、R−Oモデルと双曲線モデルの中間的な解析結果が得られることがわかる。すなわち、極端な剛性低下や剛性の過大評価あるいは減衰定数の過小評価による不安定な挙動が発生しにくいモデルと言える。 FIG. 8 is a diagram showing the acceleration waveform of the result of sequential nonlinear seismic response analysis by comparing the HR model according to the present invention with the conventional RO model and hyperbolic model, and FIG. 9 is the result of sequential nonlinear seismic response analysis. The acceleration response spectrum (h = 5%) and the pseudo-velocity response spectrum (h = 5%) of the results of sequential nonlinear seismic response analysis were compared between the HR model according to the present invention, the conventional RO model and the hyperbolic model. FIG. 10 shows the vertical distribution of the maximum absolute acceleration, maximum relative velocity, maximum relative displacement, maximum strain, shear wave velocity, and damping constant of the sequential nonlinear earthquake response analysis results according to the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a model in comparison with a conventional RO model and a hyperbola model. From these diagrams, it can be seen that the HR model according to the present invention can obtain an intermediate analysis result between the RO model and the hyperbolic model. In other words, it can be said that the model is unlikely to cause unstable behavior due to extreme rigidity reduction, overestimation of rigidity, or underestimation of damping constant.
また本発明の方法によれば、室内土質試験結果のせん断剛性比G/G0−ひずみγ関係、減衰定数h−ひずみγ関係の模擬する手法として最小二乗法を用いるため、精度良く再現性の高い近似が可能である。 Further, according to the method of the present invention, since the least square method is used as a method for simulating the shear stiffness ratio G / G 0 -strain γ relationship and the damping constant h-strain γ relationship of the indoor soil test results, the reproducibility is high with accuracy. A high approximation is possible.
しかも本発明で用いられるH−Rモデルは、パラメータαを一定値とすればR−Oモデルを表現でき、一方、パラメータλ=1、γm=0とすれば双曲線モデルを表現できることから、H−Rモデルは汎用性の高い非線形モデルと言える。 Moreover, the HR model used in the present invention can express the RO model if the parameter α is a constant value, while the hyperbolic model can be expressed if the parameters λ = 1 and γ m = 0. The -R model can be said to be a highly versatile nonlinear model.
101 CPU
102 入力部
104 メモリ
105 ハードディスク
106 ディスプレイ
107 記憶媒体
101 CPU
102
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010176010A JP2012037305A (en) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | Sequential nonlinear earthquake response analysis method for foundation and storage medium with analysis program stored thereon |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010176010A JP2012037305A (en) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | Sequential nonlinear earthquake response analysis method for foundation and storage medium with analysis program stored thereon |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012037305A true JP2012037305A (en) | 2012-02-23 |
Family
ID=45849462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010176010A Withdrawn JP2012037305A (en) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | Sequential nonlinear earthquake response analysis method for foundation and storage medium with analysis program stored thereon |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012037305A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103605162A (en) * | 2013-10-12 | 2014-02-26 | 中国石油天然气集团公司 | Method and device for earthquake detection united combination simulation response analysis and based on earthquake data |
CN109239763A (en) * | 2015-08-28 | 2019-01-18 | 易良碧 | Simulate the simulation spectrum curve emulation mode of nuclear decay process |
CN110489924A (en) * | 2019-08-31 | 2019-11-22 | 湘潭大学 | Beams of concrete nonlinear model modification method based on Response surface meth od |
CN110929412A (en) * | 2019-12-03 | 2020-03-27 | 河北工业大学 | DDA theory-based joint friction coefficient dynamic attenuation calculation method |
-
2010
- 2010-08-05 JP JP2010176010A patent/JP2012037305A/en not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103605162A (en) * | 2013-10-12 | 2014-02-26 | 中国石油天然气集团公司 | Method and device for earthquake detection united combination simulation response analysis and based on earthquake data |
CN103605162B (en) * | 2013-10-12 | 2015-12-09 | 中国石油天然气集团公司 | Based on shake inspection uniting array analog response analytical approach and the device of geological data |
CN109239763A (en) * | 2015-08-28 | 2019-01-18 | 易良碧 | Simulate the simulation spectrum curve emulation mode of nuclear decay process |
CN109239763B (en) * | 2015-08-28 | 2022-04-19 | 易良碧 | Simulation method for simulating nuclear decay process by using simulated energy spectrum curve |
CN110489924A (en) * | 2019-08-31 | 2019-11-22 | 湘潭大学 | Beams of concrete nonlinear model modification method based on Response surface meth od |
CN110929412A (en) * | 2019-12-03 | 2020-03-27 | 河北工业大学 | DDA theory-based joint friction coefficient dynamic attenuation calculation method |
CN110929412B (en) * | 2019-12-03 | 2023-04-14 | 河北工业大学 | Dynamic joint friction coefficient attenuation calculation method based on DDA theory |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108170959B (en) | Rock mass mechanics response numerical analysis method and device based on discrete elements | |
Payan et al. | Effect of particle shape and validity of Gmax models for sand: A critical review and a new expression | |
Klinge et al. | Application of the multiscale FEM to the modeling of nonlinear composites with a random microstructure | |
JP6048358B2 (en) | Analysis device | |
JP2012037305A (en) | Sequential nonlinear earthquake response analysis method for foundation and storage medium with analysis program stored thereon | |
Domizio et al. | Experimental and numerical analysis to collapse of a framed structure subjected to seismic loading | |
JP2020125911A (en) | Evaluation method of earthquake-proof property of house | |
JP6604555B2 (en) | Viscoelastic material simulation method, structure simulation method, viscoelastic material simulation apparatus, and program | |
JP2016161463A (en) | Liquefaction strength curve generation method and program | |
Dikmen | Modeling of seismic wave attenuation in soil structures using fractional derivative scheme | |
JP6988599B2 (en) | Analyst | |
Price et al. | Cyclic strengths and simulated CPT penetration resistances in intermediate soils | |
JP4429118B2 (en) | Time history response analysis method, apparatus, and program | |
Chang | Improved formulations of the CR and KR methods for structural dynamics | |
Sahare et al. | Sensitivity and numerical analysis using strain space multiple mechanism model for a liquefiable sloping ground | |
CN117875096B (en) | Rock stress wave load propagation characteristic simulation method and related device | |
Swaretz | FE-modelling of glulam connection in a pre-tensioned glulam truss: Detailed Finite element modelling of the connection between primary beam and compression stud in a sub-tensioned glulam roof truss | |
Yi | Nonlinear cyclic characteristics of soils | |
JP3878626B2 (en) | Impulse response calculation method, apparatus and program | |
JP6614549B2 (en) | Bearing capacity estimation device | |
Rokach et al. | Determination of the dynamic stress intensity factor for the four-point bend impact test | |
Choi et al. | Sensitivity Analysis of a Sheet-Pile Wall Retaining a Liquefiable Backfill using the strain space multiple mechanism model | |
JP2003149105A (en) | Evaluation method of ground material and ground, and ground analytical system | |
Kim | Comparisons of overstress theory with an empirical model in creep prediction for cohesive soils | |
Chao et al. | Parametric Selection for the Seismic Numerical Simulation of Geosynthetic Reinforced Slope |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20131105 |