JP3837099B2

JP3837099B2 - Structure damage estimation system and program

Info

Publication number: JP3837099B2
Application number: JP2002231335A
Authority: JP
Inventors: 哲也野中
Original assignee: ヤマト設計株式会社
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2022-08-08
Also published as: JP2004069598A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震発生直後に、その地震による構造物の被害状況を推定するための構造物の損傷推定システムおよび構造物の損傷推定プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一定規模以上の地震が発生した場合には、構造物の健全度を検査している。例えば、道路橋や鉄道橋であれば、通行止めを実施したうえで、車両の通行に支障をきたすような損傷の有無を検査している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本来ならば、全ての橋桁・橋脚について詳細に検査するのが望ましいが、検査対象となる橋桁・橋脚が非常に多く、それらすべてについて詳細に検査すると多大な時間を要し、通行止めも長期間に及んでしまう。このため、監視員が自動車で巡回しつつ、適宜、目視によって簡易に検査しているのが実情であるが、橋桁の裏側や支承にまで検査が及ばないことも多く、また、地中に埋設されている基礎については、目視で検査することが不可能であることから、有害な損傷を見落とす恐れがある。
【０００４】
また、設計時に行なわれる動的応答解析の結果から、構造物の損傷位置や損傷程度を予測しておくことも考えられるが、構造解析モデルに使用される剛性、質量、減衰定数などの物性値は、あくまでも設計上のものであり、入力波として用いられる模擬地震波や設計用地震波についても、その最大値や周波数特性が調節されているため、実際の地震によって構造物が損傷する位置およびその程度を推定する手段としては、必ずしも精度が高いものとはいえない。
【０００５】
以上のような背景の中、近年では、地震による構造物の被害（損傷位置およびその程度など）を迅速かつ的確に把握しうる検査体制の構築が望まれている。
【０００６】
そこで、本発明は、このような検査体制を構築すべく、地震による構造物の被害状況を地震発生後に迅速かつ適確に推定することができる構造物の損傷推定システムおよび構造物の損傷推定プログラムを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、地震発生後に当該地震による構造物の被害状況を推定するための構造物の損傷推定システムであって、模擬地震波を生成する地震波生成手段と、前記地震波生成手段によって生成された模擬地震波に対する前記構造物の損傷レベルを材料の非線形性を考慮した時刻歴応答解析により演算する動的解析手段と、前記地震波生成手段と前記動的解析手段とを繰り返し実行させるとともに、前記地震波生成手段で生成すべき模擬地震波の特性情報を設定する解析制御手段と、前記地震波生成手段により生成された複数の模擬地震波の特性情報と、当該複数の模擬地震波のそれぞれについて前記動的応答解析手段により演算された前記構造物の損傷レベルとを関連付けて記憶する記憶手段と、前記構造物の近傍で観測された実地震波の時刻歴データから、前記実地震波の特性情報を分析する波形分析手段と、前記記憶手段に記憶された複数の模擬地震波の特性情報と前記波形分析手段により分析された前記実地震波の特性情報とに基づいて、前記記憶手段に記憶された複数の模擬地震波の中から前記構造物の近傍で観測された実地震波に近似する模擬地震波を検索する検索手段と、前記検索手段で検索された模擬地震波に対する前記構造物の損傷レベルを表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
かかる構造物の損傷推定システムによると、地震発生後に、記憶手段に記憶されている複数の模擬地震波の中から実地震波に近似するものを検索するだけで、結果として実地震波に対する損傷レベルが把握され、この損傷レベルから実地震波による構造物の被害状況を精度よく推定することができる。また、手間と時間とを要する動的応答解析を地震発生後に実行することなく実地震波に対する構造物の損傷レベルを把握することができるので、地震発生直後にその地震による被害状況を迅速に推定することができる。また、かかる構造物の損傷推定システムは、模擬地震波の生成および当該模擬地震波に対する損傷レベルの演算とを自動的に繰り返し実行するとともに、その損傷レベルを模擬地震波のデータとともに記憶手段に蓄積するものである。すなわち、複数の模擬地震波に対する構造物の動的応答の演算、記憶（蓄積）が自動的に実行されるので効率がよい。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構造物の損傷推定システムであって、前記構造物の近傍に設置された地震計と、当該地震計で観測された実地震波を送信する送信手段と、当該送信手段から送信された実地震波を受信するとともに、当該実地震波を前記検索手段に出力する受信手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００１０】
かかる構造物の損傷推定システムによると、地震計で観測された実地震波のデータが送信手段によって即座に受信手段へ送信されるので、地震による構造物の被害状況を地震後に速やかに推定することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、地震による構造物の損傷度合をコンピュータに推定させるための構造物の損傷推定プログラムであって、コンピュータを、模擬地震波を生成する地震波生成手段と、前記地震波生成手段によって生成された模擬地震波に対する前記構造物の損傷レベルを材料の非線形性を考慮した時刻歴応答解析により演算する動的解析手段と、前記地震波生成手段と前記動的解析手段とを繰り返し実行させるとともに、前記地震波生成手段で生成すべき模擬地震波の特性情報を設定する解析制御手段と、前記地震波生成手段により生成された複数の模擬地震波の特性情報と、当該複数の模擬地震波のそれぞれについて前記動的応答解析手段により演算された前記構造物の損傷レベルとを関連付けて記憶する記憶手段と、前記構造物の近傍で観測された実地震波の時刻歴データから、前記実地震波の特性情報を分析する波形分析手段と、前記記憶手段に記憶された複数の模擬地震波の特性情報と前記波形分析手段により分析された前記実地震波の特性情報とに基づいて、前記記憶手段に記憶された複数の模擬地震波の中から前記構造物の近傍で観測された実地震波に近似する模擬地震波を検索する検索手段として機能させるための構造物の損傷推定プログラムである。
【００１４】
かかる構造物の損傷推定プログラムによると、前記の構造物の損傷推定システムをコンピュータにより実現することができる。
【００１５】
また、かかる構造物の損傷推定プログラムによると、コンピュータにより、模擬地震波の生成、当該模擬地震波に対する損傷レベルの演算および記憶手段への記憶を実行することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
【００１８】
本発明の実施の形態を、添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る構造物の損傷推定システムを示す機能ブロック図、図２は構造物の損傷レベルを判定した状況を示す模式図である。
【００２０】
本発明に係る構造物の損傷推定システム（以下、「損傷推定システム」という）は、地震発生前に特性の異なる複数の模擬地震波に対して構造物の動的応答を演算し、この動的応答を模擬地震波の特性情報と関連付けて記憶・蓄積しておくとともに、地震発生後にその複数の模擬地震波の中から構造物の近傍で観測された実地震波に近似する模擬地震波を検索し、その模擬地震波に対する構造物の動的応答を実地震波に対する構造物の動的応答として表示するものであり、図１に示すように、解析実行部１０、波形マッチング部２０、表示手段３０、および地震波観測部４０から構成される。なお、損傷推定システムは、地震波観測部４０のうち、地震計４１と送信手段４２とが構造物近傍に設置され、解析実行部１０、波形マッチング部２０、表示手段３０および地震波観測部４０の受信手段が監理センタなど構造物から離れたところに設置される。また、解析実行部１０、波形マッチング部２０は、コンピュータにより実現される。
【００２１】
解析実行部１０は、模擬地震波の生成および当該模擬地震波に対する構造物の動的応答の演算を自動的に繰り返し実行するとともに、その動的応答のデータを模擬地震波の特性情報とともに後記する記憶手段２１に出力するものであり、地震波生成手段１１、動的解析手段１２および解析制御手段１３から構成される。
【００２２】
地震波生成手段１１は、後記する解析制御手段１３で設定した地震波の特性情報に基づいて模擬地震波を生成する。模擬地震波を生成する手段としては、例えば、目標とする応答スペクトル（周波数と最大加速度（最大速度、最大変位）の関数）に適合するように、基本地震波データベースＤ１に格納されている既往の観測地震波の加速度振幅（もしくは速度振幅、変位振幅）を周波数領域で調節する方法がある。また、模擬地震波の特性情報としては、最大加速度、継続時間、位相、繰返回数、振幅包絡線、フーリエスペクトル、応答スペクトル、振動方向などがあり、これら模擬地震波の特性情報は記憶手段２１に記憶される。
【００２３】
動的解析手段１２は、地震波生成手段１１によって生成された模擬地震波に対する構造物の動的応答を演算するものであり、さらに、得られた動的応答のデータを記憶手段２１に出力するものである。また、この動的応答のデータは、模擬地震波の特性情報と関連付けて記憶される。なお、構造物の動的応答は、当該構造物の動的解析モデルおよび公知の動的解析手法（動的解析プログラム）を利用してコンピュータにより演算されるが、構造物の損傷度合を精度よく推定するという観点から、好適には、材料の非線形性を考慮した時刻歴応答解析を利用するのがよい。
【００２４】
ここで、動的解析モデルは、通常の耐震設計に用いられる三次元骨組モデルや三次元有限要素モデルであり、例えば、シェル要素、ソリッド要素、梁要素、バネ要素などで構造物をモデル化したものである。動的解析モデルの各要素の剛性（弾性係数）、質量、減衰定数など（以下、物性値と総称する）は、構造物を設計した際に用いたものでもよいが、解析精度をより向上させるために、実際の動的応答特性（固有周期、応答倍率など）に適合するように補正した物性値を用いてもよい。例えば、常時微動に対する応答値や加振点に加えた衝撃に対する応答値を、構造物の各所に取り付けた加速度計やひずみゲージなどの計測器により計測し、動的解析モデルの動的応答特性が実測により得られた構造物の動的応答特性と等しくなるように、動的解析モデルの物性値を補正する、といった方法がある。また、構造物の損傷度合を推定するといった観点から、動的解析モデルの各要素は、材料の非線形性を考慮したものがよい。
【００２５】
また、動的解析により得られる動的応答には、応力値やひずみ量などのほか、これらから判定される構造物各部の損傷レベルが含まれる。損傷レベルは、応力値やひずみ量と損傷レベルとの関係が予め規定された損傷レベルデータテーブルＤ２を参照して判定される。例えば、構造物を構成する部材が鉄筋コンクリート製であれば、部材の曲げモーメントの大きさと損傷レベルとの関係を損傷レベルデータテーブルＤ２に規定しておくことで、動的解析により演算された曲げモーメントから部材の損傷レベルを判定することができる。
【００２６】
より具体的には、動的解析により演算された部材の曲げモーメントＭｄが、曲げひび割れモーメントＭｃよりも小さい（Ｍｄ＜Ｍｃ）場合を損傷レベル「Ｌ１」、曲げひび割れモーメントＭｃ以上降伏曲げモーメントＭｙ未満（Ｍｃ≦Ｍｄ＜Ｍｙ）の場合を損傷レベル「Ｌ２」、降伏曲げモーメントＭｙ以上曲げ耐力Ｍｕ未満（Ｍｙ≦Ｍｄ＜Ｍｕ）の場合を損傷レベル「Ｌ３」、曲げ耐力Ｍｕ以上の場合（Ｍｕ≦Ｍｄ）を損傷レベル「Ｌ４」と規定しておけば、曲げモーメントＭｄの大きさから損傷レベルを判定することができる。そして、図２に示すように、損傷レベルをグラフ化して表示することで、結果として構造物の被害状況を容易に推定することができる。ここで、曲げひび割れモーメントＭｃは引張縁コンクリートが曲げ強度に達するときの曲げモーメント、降伏曲げモーメントＭｙは引張鉄筋が降伏する曲げモーメント、曲げ耐力Ｍｃは圧縮縁のコンクリートが終局ひずみに達するときの曲げモーメントである。
【００２７】
解析制御手段１３は、地震波生成手段１１と動的解析手段１２とを繰り返し実行させるものである。また、解析制御手段１３により、模擬地震波の特性（応答スペクトル特性や継続時間）が所定の規則にしたがって毎回変更（再設定）される。したがって、地震波生成手段１１では、毎回異なる特性の模擬地震波が生成されることになる。
【００２８】
波形マッチング部２０は、記憶手段２１、検索手段２２および波形分析手段２３から構成される。
【００２９】
記憶手段２１は、地震波生成手段１１で生成された模擬地震波の特性情報と動的解析手段１２から出力された構造物の動的応答のデータとを互いに関連付けて記憶・蓄積するものであり、磁気ディスクや半導体メモリなどから構成される。なお、解析実行部１０では模擬地震波の特性を変更しつつ繰り返し動的解析が実行されるので、記憶手段２１には、様々な模擬地震波に対する動的応答のデータが記憶・蓄積されることになる。また、記憶手段２１には、解析実行部１０で演算された動的応答のデータに限らず、例えば、構造物の設計時に演算された動的応答のデータなどを記憶してもよい。
【００３０】
検索手段２２は、記憶手段２１に記憶された複数の模擬地震波の特性情報と構造物の近傍で観測された実地震波の特性情報とを比較して、複数の模擬地震波の中から実地震波に近似する模擬地震波を検索するものであり、この模擬地震波に対する動的応答のデータを表示手段３０に出力するものである。また、記憶手段２１には、模擬地震波と当該模擬地震波に対する構造物の動的応答のデータ（構造物各部の応力度、ひずみ量、損傷レベルなど）とが互いに関連付けられているので、検索手段２２によって実地震波に近似する模擬地震波が特定されると、当該模擬地震波に対する動的応答が即座に特定されることになる。
【００３１】
波形分析手段２３は、後記する地震計４１で観測された実地震波の特性を分析するものである。例えば、実地震波の時刻歴データからは、最大加速度、継続時間、振幅包絡線が把握され、また、当該時刻歴データをフーリエ変換することでその周波数特性が把握される（図６参照）。
【００３２】
表示手段３０は、検索手段２２から出力された動的応答のデータを表示するためのものであり、例えば、コンピュータと接続されたモニタ表示手段である。
【００３３】
地震波観測部４０は、地震計４１、送信手段４２および受信手段４３とから構成される。
【００３４】
地震計４１は、構造物の近傍の地盤上に設置され、実地震波を計測する。送信手段４２は、地震計４１で観測された実地震波のデータを無線もしくは有線の通信回線を介して受信手段４３へ送信するものである。受信手段４３は、構造物から離れた監理センタなどに設置され、送信手段４２から送信された実地震波のデータを受信するとともに、当該実地震波のデータを波形マッチング部２０に出力するものである。なお、地震計４１から出力される実地震波のデータは、アナログデータであってもデジタルデータであってもよいが、アナログデータで出力される場合には、図示しないＡ−Ｄ変換器が適宜介設される。また、通信回線には、一般の電話回線のほか携帯電話回線など有線・無線を問わず利用することができる。さらに、地震計４１の設置場所は、地盤上に限定されることはなく、構造物に作用した地震波を特定できる位置であれば地中であってもよいし、構造物に直接取り付けたものであってもよい。また、地震計４１は、３方向（Ｎ−Ｓ方向、Ｅ−Ｗ方向、Ｕ−Ｄ方向）の成分を計測できるものがよい。
【００３５】
次に、損傷推定システムの動作を、地震発生前と地震発生後とに分けて説明する。
【００３６】
（地震発生前）
まず、地震発生前における損傷推定システムの動作を、図１および図３を参照してより詳細に説明する。ここで、図３は損傷推定システムの地震発生前における動作を説明するフローチャートである。
【００３７】
解析実行部１０を起動すると、解析制御手段１３により模擬地震波の特性情報が設定され（ステップＳ１）、続いて解析制御手段１３で設定された特性情報に基づいて地震波生成手段１１により模擬地震波が生成される（ステップＳ２）。
【００３８】
続いて、動的解析手段１２によりステップＳ２で生成された模擬地震波に対する動的解析モデルの応力値やひずみ量が演算され（ステップＳ３）、続いて、損傷レベルデータテーブルＤ２の中から当該応力値やひずみ量に対応する損傷レベルが検索され、構造物各部の損傷レベルが判定される（ステップＳ４）。
【００３９】
次に、ステップＳ３で演算された構造物を構成する部材の応力値やひずみ量、ステップＳ４で判定された損傷レベルといった各種データが模擬地震波の特性情報とともに記憶手段２１へ出力され、記憶手段２１に記憶・蓄積される（ステップＳ５）。
【００４０】
また、ステップＳ１〜ステップＳ５は、地震が発生するまで、あるいは、終了の指示があるまで模擬地震波の特性を変更しつつ自動的に繰り返し実行される。
【００４１】
このように、地震発生前には、解析実行部１０のみが作動し、地震が発生するまで、あるいは、終了の指示があるまで地震波生成手段１１および動的解析手段１２が自動的に繰り返し実行され、これら動的応答のデータが模擬地震波の特性情報とともに記憶手段２１に記憶・蓄積される。すなわち、記憶手段２１には、様々な特性の模擬地震波に対する動的応答のデータが蓄積されることになる。
【００４２】
（地震発生後）
次に、地震発生後における損傷推定システムの動作を、図１および図４を参照して説明する。ここで、図４は損傷推定システムの地震発生後における動作を説明するフローチャートである。また、以下では、Ｎ種類（Ｎは正の整数）の模擬地震波が記憶手段２１に蓄積されているものとする。
【００４３】
波形マッチング部２０を起動すると、地震計４１で観測された実地震波のデータが送信手段４２および受信手段４３を介して波形分析手段２３に取り込まれ、実地震波の特性（最大加速度、継続時間、包絡線、繰返回数、フーリエスペクトルなど）が分析される（ステップＳ６）。
【００４４】
次に、検索手段２２により記憶手段２１に記憶されているＮ種類の模擬地震波の中から、実地震波に近似する模擬地震波が検索される（ステップＳ７）。
【００４５】
ここで、検索手段２２の動作（ステップＳ７）を、図５を参照してより詳細に説明する。ここで、図５は検索手段の動作を説明するフローチャートである。
また、本実施形態では、地震波の特性情報として、最大加速度、継続時間、振幅包絡線、繰返回数、フーリエスペクトルが与えられているものとする。
【００４６】
まず、記憶手段２１に記憶されているＮ種類の模擬地震波の中から、一の模擬地震波（以下、波形番号ｉの模擬地震波という。（１≦ｉ≦Ｎ））の特性情報を検索手段２２に取り込む（ステップＳ７１）。
【００４７】
次に、波形番号ｉの模擬地震波の最大加速度と実地震波の最大加速度とを比較して最大加速度のずれ量δ_1iを算出する（ステップＳ７２）。同様に、継続時間のずれ量δ_2i、振幅包絡線のずれ量δ_3i、繰返回数のずれ量δ_4iおよび周波数特性のずれ量δ_5iを算出する（ステップＳ７３〜ステップＳ７６）。なお、各ずれ量は正の値である。
【００４８】
続いて、以下に示す判定式で、波形番号ｉの模擬地震波の「判定ずれ量Ａ_i」を算出する（ステップＳ７７）。
Ａ_i＝α₁・δ_1i＋α₂・δ_2i＋α₃・δ_3i＋α₄・δ_4i＋α₅・δ_5i
ここで、α₁〜α₅は、各ずれ量に対する重み係数であり、任意に設定することができる。例えば、α₂，α₃，α₄をそれぞれゼロに設定した場合には、模擬地震波が実地震波に近似するか否かは、最大加速度と周波数特性に基づいて判定されることになる。
【００４９】
さらに、全ての模擬地震波を取り込むまでステップＳ７１〜ステップＳ７７を繰り返し（ステップＳ７８）、全ての模擬地震波に対して判定ずれ量Ａを算出する。そして、その中から最小の判定ずれ量Ａ_minを検索する（ステップＳ７９）。最小の判定ずれ量Ａ_minを有する模擬地震波が実地震波に最も近似する模擬地震波になる。
【００５０】
このように、各模擬地震波に対する動的応答が予め記憶手段２１に記憶され、かつ、模擬地震波と当該模擬地震波に対する構造物の動的応答（応力値、ひずみ量、損傷レベルなど）とが互いに関連付けられているので、実地震波に近似する模擬地震波が特定されると、その模擬地震波に対する動的応答が動的応答解析を実行することなく即座に把握される。
【００５１】
最後に、当該実地震波に近似する模擬地震波に対する動的応答のデータを表示部３０へ出力し、実地震波に対する動的応答（応力値、ひずみ量、損傷レベルなど）として表示手段３０で表示する（ステップＳ８）。
【００５２】
以上のように、複数の模擬地震波と当該複数の模擬地震波のそれぞれに対する構造物の動的応答とが地震発生前に予め記憶手段２１に記憶・蓄積されているので、地震発生後は記憶手段２１に記憶されている複数の模擬地震波の中から実地震波に近似するものを検索するだけで、結果として実地震波に対する動的応答が把握され、この動的応答から実地震波による構造物の被害状況を精度よく推定することができる。また、手間と時間とを要する動的応答解析を地震発生後に実行することなく実地震波に対する構造物の動的応答を把握することができるので、地震発生直後にその地震による被害状況を迅速に推定することができる。
【００５３】
また、地震計で観測された実地震波のデータは、送信手段によって即座に受信手段へ送信されるので、地震による構造物の被害状況をより一層速やかに推定することができる。
【００５４】
したがって、例えば、道路橋や鉄道橋に本発明に係る構造物の損傷推定システムを適用すれば、地震が発生した際に、速やかに道路橋や鉄道橋の損傷状況を推定することが可能になり、通行止めの実施、利用者への避難・救護対策の実施などを迅速かつ適確に行うことが可能となる。
【００５５】
なお、解析実行部１０および波形マッチング部２０における各処理は、一つのコンピュータで実行してもよいが、それぞれ別のコンピュータで実行させても差し支えない。すなわち、地震発生前にひたすら動的解析を実行してその結果を蓄積するコンピュータと、地震発生時に起動して蓄積された動的応答のデータの中から、実地震波に近似する模擬地震波に対するものを検索・表示するコンピュータとが別であってもよい。
【００５６】
また、検索手段２２において実地震波と模擬地震波とが近似するか否かを判定する方法としては、前記の方法のほか、例えば、時間領域において実地震波の振幅値と模擬地震波の振幅値との差を各時刻で求め、それら各時刻における差を合計した値から判定する方法や、周波数領域において実地震波の振幅値と模擬地震波の振幅値との差を各周波数で求め、それら各周波数における差を合計した値から判定する方法などがある。
【００５７】
さらに、実地震波に近似する模擬地震波を複数検索してもよい。また、前記の重み係数α₁〜α₅の設定を変更して複数の模擬地震波を検索してもよい。
【００５８】
また、前記した損傷推定システムは、前記の各動作（ステップＳ１〜ステップＳ７）を実行させる損傷推定プログラムで汎用のコンピュータを制御することでも実現することができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、地震発生後に、動的応答解析を実行することなく実地震波による構造物の被害状況を迅速かつ精度よく推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る構造物の損傷推定システムを示す機能ブロック図である。
【図２】構造物の損傷レベルを判定した状況を示す模式図である。
【図３】本発明に係る構造物の損傷推定システムの地震発生前における動作を説明するフローチャートである。
【図４】本発明に係る構造物の損傷推定システムの地震発生後における動作を説明するフローチャートである。
【図５】検索手段の動作を示すフローチャートである。
【図６】（ａ）（ｂ）は特性情報の一例を説明する模式図である。
【符号の説明】
１０解析実行部
１１地震波生成手段
１２動的解析手段
１３解析制御手段
２０波形マッチング部
２１記憶手段
２２検索手段
３０表示手段
４０地震波観測部
４１地震計
４２送信手段
４３受信手段
Ｄ１基本地震波データベース
Ｄ２損傷レベルデータテーブル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure damage estimation system and a structure damage estimation program for estimating a damage status of a structure due to the earthquake immediately after the occurrence of the earthquake.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when an earthquake of a certain magnitude or larger occurs, the soundness of the structure is inspected. For example, in the case of road bridges and railway bridges, roads are closed and inspected for damage that would impede vehicle traffic.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Originally, it is desirable to inspect all the bridge girders and piers in detail, but there are very many bridge girder and piers to be inspected, and it takes a lot of time to inspect all of them in detail, and the road closure is also prolonged. It reaches. For this reason, it is actually the case that the observers make a simple visual inspection while traveling around by car, but there are many cases where the inspection does not reach the back side of the bridge girder or the support, and it is buried in the ground. Since the foundations that are being used cannot be visually inspected, harmful damage may be overlooked.
[0004]
In addition, it may be possible to predict the damage position and damage level of a structure from the results of dynamic response analysis performed at the time of design, but physical properties such as stiffness, mass, and damping constant used in the structural analysis model. Is for design purposes only, and the maximum value and frequency characteristics of the simulated seismic wave and design seismic wave used as input waves are adjusted, so the location and extent of damage to the structure due to the actual earthquake As a means for estimating, the accuracy is not necessarily high.
[0005]
In the background as described above, in recent years, it has been desired to establish an inspection system capable of quickly and accurately grasping damage (damage location and degree of damage) of a structure due to an earthquake.
[0006]
Accordingly, the present invention provides a structure damage estimation system and a structure damage estimation program capable of quickly and accurately estimating the damage status of a structure caused by an earthquake after the occurrence of the earthquake in order to construct such an inspection system. It is an issue to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the invention according to claim 1 is a structure damage estimation system for estimating a damage state of a structure due to the earthquake after the occurrence of the earthquake, and generates a simulated seismic wave. Seismic wave generating means, dynamic analyzing means for calculating damage level of the structure with respect to the simulated seismic wave generated by the seismic wave generating means by time history response analysis in consideration of material nonlinearity, the seismic wave generating means and the motion An analysis control means for setting the characteristic information of the simulated seismic wave to be generated by the seismic wave generating means, a plurality of simulated earthquake wave characteristic information generated by the seismic wave generating means, simulated seismic wave memory means for storing in association with damage level of the structure computed by the dynamic response analysis means for each , From the real seismic time history data observed in the vicinity of said structure, said waveform analyzing means for analyzing the characteristic information of the real seismic, said waveform analyzing a plurality of simulated seismic wave characteristics information stored in said storage means A search for searching for a simulated seismic wave that approximates an actual seismic wave observed in the vicinity of the structure from among a plurality of simulated seismic waves stored in the storage unit based on the characteristic information of the actual seismic wave analyzed by the means And display means for displaying the damage level of the structure with respect to the simulated seismic wave searched by the search means.
[0008]
According to such a damage estimation system for a structure, after the occurrence of an earthquake, it is possible to determine the damage level for an actual seismic wave only by searching for the one that approximates the actual seismic wave from a plurality of simulated seismic waves stored in the storage means. From this damage level, it is possible to accurately estimate the damage status of structures due to actual seismic waves. In addition, it is possible to grasp the damage level of a structure against an actual seismic wave without performing a dynamic response analysis that requires labor and time after the earthquake occurs, so that the damage situation due to the earthquake can be estimated quickly immediately after the earthquake occurs. be able to. Moreover, the damage estimation system for such a structure automatically repeats the generation of a simulated seismic wave and the calculation of the damage level for the simulated seismic wave, and accumulates the damage level in a storage means together with simulated seismic wave data. is there. That is, since the calculation and storage (accumulation) of the dynamic response of the structure to a plurality of simulated seismic waves are automatically executed, the efficiency is high.
[0009]
Invention of Claim 2 is a damage estimation system of the structure of Claim 1, Comprising: The seismometer installed in the vicinity of the said structure, and the real seismic wave observed with the said seismometer are transmitted The apparatus further includes a transmission unit and a reception unit that receives the actual seismic wave transmitted from the transmission unit and outputs the actual seismic wave to the search unit.
[0010]
According to the damage estimation system for such structures, the actual seismic wave data observed by the seismometer is immediately transmitted to the receiving means by the transmitting means, so the damage status of the structure due to the earthquake can be estimated quickly after the earthquake. it can.
[0013]
The invention according to claim 3 is a structure damage estimation program for causing a computer to estimate the degree of damage to a structure caused by an earthquake, the computer comprising: a seismic wave generating means for generating a simulated seismic wave; and the seismic wave generating means A dynamic analysis means for calculating a damage level of the structure with respect to the simulated seismic wave generated by a time history response analysis in consideration of material nonlinearity, and repeatedly executing the seismic wave generation means and the dynamic analysis means Analyzing and controlling means for setting characteristic information of the simulated seismic wave to be generated by the seismic wave generating means, characteristic information of the plurality of simulated seismic waves generated by the seismic wave generating means, and each of the plurality of simulated seismic waves storage means for storing in association with damage level of the structure computed by the response analysis unit, the structure From the time history data of the actual seismic wave observed in the vicinity, the waveform analysis means for analyzing the characteristic information of the actual seismic wave, the characteristic information of the plurality of simulated seismic waves stored in the storage means, and the waveform analysis means In order to function as search means for searching for a simulated seismic wave that approximates the actual seismic wave observed in the vicinity of the structure from a plurality of simulated seismic waves stored in the storage means based on the characteristic information of the actual seismic wave It is a damage estimation program of the structure.
[0014]
According to the structure damage estimation program, the structure damage estimation system can be realized by a computer.
[0015]
Moreover, according to the damage estimation program for such a structure, the computer can generate a simulated seismic wave, calculate a damage level for the simulated seismic wave, and store it in the storage means.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0018]
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0019]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a damage estimation system for a structure according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a situation where the damage level of a structure is determined.
[0020]
A structure damage estimation system according to the present invention (hereinafter referred to as a “damage estimation system”) calculates a dynamic response of a structure with respect to a plurality of simulated seismic waves having different characteristics before the occurrence of an earthquake. Is stored in association with the characteristics information of the simulated seismic wave, and the simulated seismic wave that approximates the actual seismic wave observed in the vicinity of the structure is searched from among the simulated earthquake waves after the earthquake occurs. As shown in FIG. 1, the analysis execution unit 10, the waveform matching unit 20, the display means 30, and the seismic wave observation unit 40 are displayed. Consists of In the damage estimation system, the seismometer 41 and the transmission unit 42 of the seismic wave observation unit 40 are installed in the vicinity of the structure, and the analysis execution unit 10, the waveform matching unit 20, the display unit 30, and the reception of the seismic wave observation unit 40. Means are installed away from structures such as supervision centers. The analysis execution unit 10 and the waveform matching unit 20 are realized by a computer.
[0021]
The analysis execution unit 10 automatically and repeatedly executes generation of a simulated seismic wave and calculation of the dynamic response of the structure with respect to the simulated seismic wave, and storage means 21 for later writing the dynamic response data together with the characteristic information of the simulated seismic wave. And is composed of seismic wave generation means 11, dynamic analysis means 12 and analysis control means 13.
[0022]
The seismic wave generating means 11 generates a simulated seismic wave based on the seismic wave characteristic information set by the analysis control means 13 described later. As a means for generating a simulated seismic wave, for example, past observed seismic waves stored in the basic seismic wave database D1 so as to conform to a target response spectrum (function of frequency and maximum acceleration (maximum speed, maximum displacement)). There is a method of adjusting the acceleration amplitude (or velocity amplitude, displacement amplitude) in the frequency domain. The simulated earthquake wave characteristic information includes maximum acceleration, duration, phase, number of repetitions, amplitude envelope, Fourier spectrum, response spectrum, vibration direction, and the like. The simulated earthquake wave characteristic information is stored in the storage means 21. Is done.
[0023]
The dynamic analysis unit 12 calculates a dynamic response of the structure to the simulated seismic wave generated by the seismic wave generation unit 11, and outputs the obtained dynamic response data to the storage unit 21. is there. Further, the dynamic response data is stored in association with the characteristic information of the simulated seismic wave. The dynamic response of a structure is calculated by a computer using a dynamic analysis model of the structure and a known dynamic analysis method (dynamic analysis program), but the damage degree of the structure is accurately determined. From the viewpoint of estimation, it is preferable to use a time history response analysis in consideration of material nonlinearity.
[0024]
Here, the dynamic analysis model is a three-dimensional framework model or a three-dimensional finite element model used for ordinary seismic design. For example, a structure is modeled by shell elements, solid elements, beam elements, spring elements, etc. Is. The rigidity (elastic coefficient), mass, damping constant, etc. (hereinafter collectively referred to as physical property values) of each element of the dynamic analysis model may be used when designing the structure, but the analysis accuracy is further improved. Therefore, a physical property value corrected so as to conform to an actual dynamic response characteristic (natural period, response magnification, etc.) may be used. For example, the response value to microtremors and the response value to the impact applied to the excitation point are measured by measuring instruments such as accelerometers and strain gauges attached to various parts of the structure, and the dynamic response characteristics of the dynamic analysis model are There is a method of correcting the physical property value of the dynamic analysis model so as to be equal to the dynamic response characteristic of the structure obtained by actual measurement. Further, from the viewpoint of estimating the degree of damage of the structure, each element of the dynamic analysis model is preferably one that takes into account the nonlinearity of the material.
[0025]
Further, the dynamic response obtained by the dynamic analysis includes the damage level of each part of the structure determined based on the stress value and strain amount. The damage level is determined with reference to a damage level data table D2 in which the relationship between the stress value or strain amount and the damage level is defined in advance. For example, if the member constituting the structure is made of reinforced concrete, the relationship between the magnitude of the bending moment of the member and the damage level is defined in the damage level data table D2, so that the bending moment calculated by the dynamic analysis is determined. From this, the damage level of the member can be determined.
[0026]
More specifically, when the bending moment Md of the member calculated by dynamic analysis is smaller than the bending crack moment Mc (Md <Mc), the damage level is “L1”, the bending crack moment Mc or more is less than the yield bending moment My. (Mc ≦ Md <My) when the damage level is “L2”, the yield bending moment My is less than the bending strength Mu (My ≦ Md <Mu) is the damage level “L3”, and the bending strength Mu is greater than (Mu ≦ Md). If Md) is defined as the damage level “L4”, the damage level can be determined from the magnitude of the bending moment Md. And as shown in FIG. 2, the damage level of a structure can be easily estimated as a result by displaying a damage level in a graph. Here, the bending crack moment Mc is the bending moment when the tensile edge concrete reaches the bending strength, the yield bending moment My is the bending moment when the tensile reinforcement yields, and the bending strength Mc is the bending moment when the concrete at the compression edge reaches the ultimate strain. It is a moment.
[0027]
The analysis control unit 13 repeatedly executes the seismic wave generation unit 11 and the dynamic analysis unit 12. Further, the analysis control means 13 changes (resets) the characteristics (response spectrum characteristics and duration) of the simulated seismic wave every time according to a predetermined rule. Therefore, the seismic wave generating means 11 generates simulated seismic waves having different characteristics every time.
[0028]
The waveform matching unit 20 includes a storage unit 21, a search unit 22, and a waveform analysis unit 23.
[0029]
The storage unit 21 stores and stores the characteristic information of the simulated seismic wave generated by the seismic wave generation unit 11 and the dynamic response data of the structure output from the dynamic analysis unit 12 in association with each other. It consists of a disk, a semiconductor memory, etc. Since the analysis execution unit 10 repeatedly performs dynamic analysis while changing the characteristics of the simulated seismic wave, the storage unit 21 stores and accumulates dynamic response data for various simulated seismic waves. . Further, the storage means 21 may store not only the dynamic response data calculated by the analysis execution unit 10 but also the dynamic response data calculated at the time of designing the structure, for example.
[0030]
The retrieval unit 22 compares the characteristic information of the plurality of simulated seismic waves stored in the storage unit 21 with the characteristic information of the actual seismic waves observed in the vicinity of the structure, and approximates the actual seismic wave from among the plurality of simulated seismic waves. The simulated seismic wave to be searched is retrieved, and the dynamic response data for the simulated seismic wave is output to the display means 30. Further, since the storage means 21 associates the simulated seismic wave and the dynamic response data of the structure to the simulated seismic wave (stress, strain amount, damage level, etc. of each part of the structure), the search means 22 When a simulated seismic wave that approximates an actual seismic wave is identified by, a dynamic response to the simulated seismic wave is immediately identified.
[0031]
The waveform analyzing means 23 analyzes the characteristics of the actual seismic wave observed by the seismometer 41 described later. For example, the maximum acceleration, the duration, and the amplitude envelope are grasped from the time history data of the actual seismic wave, and the frequency characteristics are grasped by Fourier-transforming the time history data (see FIG. 6).
[0032]
The display means 30 is for displaying dynamic response data output from the search means 22, and is, for example, a monitor display means connected to a computer.
[0033]
The seismic wave observation unit 40 includes a seismometer 41, transmission means 42 and reception means 43.
[0034]
The seismometer 41 is installed on the ground near the structure and measures actual seismic waves. The transmission means 42 transmits data of actual seismic waves observed by the seismometer 41 to the reception means 43 via a wireless or wired communication line. The receiving unit 43 is installed in a management center or the like away from the structure, receives the actual seismic wave data transmitted from the transmitting unit 42, and outputs the actual seismic wave data to the waveform matching unit 20. The actual seismic wave data output from the seismometer 41 may be analog data or digital data. However, when analog data is output, an A-D converter (not shown) is appropriately used. Established. The communication line can be used regardless of wired or wireless, such as a general telephone line or a cellular phone line. Furthermore, the installation location of the seismometer 41 is not limited to the ground, and may be in the ground as long as it can identify the seismic wave that has acted on the structure, or it is directly attached to the structure. There may be. The seismometer 41 is preferably capable of measuring components in three directions (N-S direction, E-W direction, and U-D direction).
[0035]
Next, the operation of the damage estimation system will be described separately before and after the earthquake.
[0036]
(Before the earthquake)
First, the operation of the damage estimation system before the occurrence of an earthquake will be described in more detail with reference to FIG. 1 and FIG. Here, FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the damage estimation system before the occurrence of the earthquake.
[0037]
When the analysis execution unit 10 is activated, simulated earthquake wave characteristic information is set by the analysis control means 13 (step S1), and then a simulated earthquake wave is generated by the seismic wave generation means 11 based on the characteristic information set by the analysis control means 13. (Step S2).
[0038]
Subsequently, the stress value and strain amount of the dynamic analysis model for the simulated seismic wave generated in step S2 are calculated by the dynamic analysis means 12 (step S3), and then the stress value is stored in the damage level data table D2. The damage level corresponding to the strain amount is searched, and the damage level of each part of the structure is determined (step S4).
[0039]
Next, various data such as the stress value and strain amount of the member constituting the structure calculated in step S3 and the damage level determined in step S4 are output to the storage means 21 together with the simulated earthquake wave characteristic information, and the storage means 21 is stored. (Step S5).
[0040]
Steps S1 to S5 are automatically and repeatedly executed while changing the characteristics of the simulated seismic wave until an earthquake occurs or an end instruction is given.
[0041]
Thus, before the occurrence of an earthquake, only the analysis execution unit 10 operates, and the seismic wave generation means 11 and the dynamic analysis means 12 are automatically and repeatedly executed until an earthquake occurs or an end instruction is given. These dynamic response data are stored / accumulated in the storage means 21 together with the characteristic information of the simulated seismic wave. That is, the dynamic response data for the simulated seismic waves having various characteristics is stored in the storage unit 21.
[0042]
(After the earthquake)
Next, the operation of the damage estimation system after the occurrence of an earthquake will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the damage estimation system after the occurrence of an earthquake. In the following, it is assumed that N types (N is a positive integer) of simulated earthquake waves are accumulated in the storage unit 21.
[0043]
When the waveform matching unit 20 is activated, the data of the actual seismic wave observed by the seismometer 41 is taken into the waveform analyzing unit 23 through the transmitting unit 42 and the receiving unit 43, and the characteristics of the actual seismic wave (maximum acceleration, duration, envelope) Lines, number of repetitions, Fourier spectrum, etc.) are analyzed (step S6).
[0044]
Next, a simulated seismic wave that approximates an actual seismic wave is retrieved from the N types of simulated seismic waves stored in the storage unit 21 by the retrieving unit 22 (step S7).
[0045]
Here, the operation (step S7) of the search means 22 will be described in more detail with reference to FIG. Here, FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the search means.
In this embodiment, it is assumed that the maximum acceleration, duration, amplitude envelope, number of repetitions, and Fourier spectrum are given as the characteristic information of the seismic wave.
[0046]
First, the characteristic information of one simulated earthquake wave (hereinafter referred to as a simulated earthquake wave having a waveform number i (1 ≦ i ≦ N)) from N types of simulated earthquake waves stored in the storage unit 21 is stored in the search unit 22. Capture (step S71).
[0047]
Next, the maximum acceleration deviation δ _1i is calculated by comparing the maximum acceleration of the simulated seismic wave having the waveform number i and the maximum acceleration of the actual seismic wave (step S72). Similarly, the deviation amount δ _{2i of the} duration, the deviation amount δ _3i of the amplitude envelope, the deviation amount δ _{4i of the} number of repetitions, and the deviation amount δ _5i of the frequency characteristic are calculated (steps S73 to S76). Each shift amount is a positive value.
[0048]
Subsequently, the “determination deviation amount A _i ” of the simulated seismic wave having the waveform number i is calculated by the following determination formula (step S77).
A _i = α ₁ · δ _1i + α ₂ · δ _2i + α ₃ · δ _3i + α ₄ · δ _4i + α ₅ · δ _5i
Here, α _{1 to} α ₅ are weighting coefficients for each shift amount, and can be arbitrarily set. For example, when α ₂ , α ₃ , and α ₄ are set to zero, whether or not the simulated seismic wave approximates the actual seismic wave is determined based on the maximum acceleration and frequency characteristics.
[0049]
Further, Steps S71 to S77 are repeated until all the simulated seismic waves are captured (Step S78), and the determination deviation A is calculated for all the simulated seismic waves. Then, the minimum determination deviation amount A _min is searched from among them (step S79). The simulated seismic wave having the smallest judgment deviation amount A _min becomes the simulated seismic wave that most closely approximates the actual seismic wave.
[0050]
As described above, the dynamic response to each simulated seismic wave is stored in the storage unit 21 in advance, and the simulated seismic wave and the dynamic response (stress value, strain amount, damage level, etc.) of the structure to the simulated seismic wave are associated with each other. Therefore, when a simulated seismic wave that approximates an actual seismic wave is identified, a dynamic response to the simulated seismic wave is immediately grasped without performing a dynamic response analysis.
[0051]
Finally, data of a dynamic response to a simulated seismic wave that approximates the actual seismic wave is output to the display unit 30 and displayed on the display unit 30 as a dynamic response (stress value, strain amount, damage level, etc.) to the actual seismic wave ( Step S8).
[0052]
As described above, the plurality of simulated seismic waves and the dynamic response of the structure to each of the plurality of simulated seismic waves are stored and accumulated in the storage unit 21 in advance before the occurrence of the earthquake. As a result, the dynamic response to the actual seismic wave can be grasped, and the damage status of the structure due to the actual seismic wave can be determined from this dynamic response. It can be estimated with high accuracy. In addition, it is possible to grasp the dynamic response of structures to actual seismic waves without performing time-consuming and time-consuming dynamic response analysis after the occurrence of an earthquake. can do.
[0053]
Moreover, since the data of actual seismic waves observed by the seismometer is immediately transmitted to the receiving means by the transmitting means, the damage status of the structure due to the earthquake can be estimated more quickly.
[0054]
Therefore, for example, if the damage estimation system for a structure according to the present invention is applied to a road bridge or a railway bridge, it becomes possible to quickly estimate the damage status of the road bridge or the railway bridge when an earthquake occurs. In addition, it is possible to quickly and accurately carry out closures, evacuation and relief measures for users.
[0055]
Each process in the analysis execution unit 10 and the waveform matching unit 20 may be executed by one computer, but may be executed by another computer. That is, a computer that performs dynamic analysis just before an earthquake occurs and accumulates the results, and a dynamic response data that is activated and accumulated at the time of the occurrence of an earthquake, for a simulated seismic wave that approximates an actual seismic wave. The computer that searches and displays may be different.
[0056]
Further, as a method of determining whether the actual seismic wave and the simulated seismic wave are approximated by the search means 22, in addition to the above method, for example, the difference between the amplitude value of the actual seismic wave and the simulated seismic wave in the time domain For each time, and determine the difference between the actual seismic wave amplitude value and the simulated seismic wave amplitude value at each frequency in the frequency domain. There is a method of judging from the total value.
[0057]
Further, a plurality of simulated seismic waves that approximate the actual seismic wave may be searched. Further, a plurality of simulated seismic waves may be searched by changing the setting of the weighting factors α _{1 to} α ₅ .
[0058]
Further, the damage estimation system described above can also be realized by controlling a general-purpose computer with a damage estimation program that executes each of the operations (steps S1 to S7).
[0059]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to quickly and accurately estimate the damage status of a structure due to an actual seismic wave without performing dynamic response analysis after the occurrence of an earthquake.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a damage estimation system for a structure according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a situation in which a damage level of a structure is determined.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the damage estimation system for a structure according to the present invention before an earthquake occurs.
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the damage estimation system for a structure according to the present invention after an earthquake occurs.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of search means.
6A and 6B are schematic diagrams for explaining an example of characteristic information.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Analysis execution part 11 Seismic wave production | generation means 12 Dynamic analysis means 13 Analysis control means 20 Waveform matching part 21 Storage means 22 Search means 30 Display means 40 Earthquake wave observation part 41 Seismometer 42 Transmission means 43 Reception means D1 Basic earthquake wave database D2 Damage level Data table

Claims

A structure damage estimation system for estimating a damage situation of a structure caused by the earthquake after the occurrence of the earthquake,
A seismic wave generating means for generating a simulated seismic wave;
Dynamic analysis means for calculating a damage level of the structure with respect to the simulated seismic wave generated by the seismic wave generation means by time history response analysis in consideration of material nonlinearity;
Analytical control means for repeatedly executing the seismic wave generation means and the dynamic analysis means, and setting characteristic information of a simulated seismic wave to be generated by the seismic wave generation means,
Storage means for associating and storing characteristic information of a plurality of simulated seismic waves generated by the seismic wave generating means and damage levels of the structure calculated by the dynamic response analyzing means for each of the simulated earthquake waves ,
From the time history data of actual seismic waves observed in the vicinity of the structure, waveform analysis means for analyzing characteristic information of the actual seismic waves,
Based on the characteristic information of the plurality of simulated seismic waves stored in the storage means and the characteristic information of the actual seismic waves analyzed by the waveform analysis means, the structure is selected from the plurality of simulated earthquake waves stored in the storage means. A search means for searching for a simulated seismic wave that approximates an actual seismic wave observed in the vicinity of the object;
A structure damage estimation system comprising: display means for displaying a damage level of the structure with respect to the simulated seismic wave searched by the search means.

A seismometer installed in the vicinity of the structure;
A transmission means for transmitting an actual seismic wave observed by the seismometer;
The structure damage estimation system according to claim 1, further comprising a receiving unit that receives the actual seismic wave transmitted from the transmitting unit and outputs the actual seismic wave to the search unit.

A structure damage estimation program for causing a computer to estimate the damage situation of a structure caused by an earthquake,
Computer
A seismic wave generating means for generating a simulated seismic wave;
Dynamic analysis means for calculating a damage level of the structure with respect to the simulated seismic wave generated by the seismic wave generation means by time history response analysis in consideration of material nonlinearity;
Analytical control means for repeatedly executing the seismic wave generation means and the dynamic analysis means, and setting characteristic information of a simulated seismic wave to be generated by the seismic wave generation means,
Storage means for associating and storing characteristic information of a plurality of simulated seismic waves generated by the seismic wave generating means and damage levels of the structure calculated by the dynamic response analyzing means for each of the simulated earthquake waves ,
From the time history data of actual seismic waves observed in the vicinity of the structure, waveform analysis means for analyzing characteristic information of the actual seismic waves,
Based on the characteristic information of the plurality of simulated seismic waves stored in the storage means and the characteristic information of the actual seismic waves analyzed by the waveform analysis means, the structure is selected from the plurality of simulated earthquake waves stored in the storage means. A damage estimation program for a structure that functions as a retrieval means for retrieving simulated seismic waves that approximate real seismic waves observed in the vicinity of an object.