研究内容

鉄筋コンクリート杭基礎構造の設計法高度化

地盤―RC杭―建物連成系の巨大地震時挙動の解明

過去の巨大地震では、大型建物で用いられる鉄筋コンクリート（RC）杭基礎構造が損傷する事例が多数確認されています。こちらの研究課題では、杭基礎構造の地震時挙動や損傷正常を明らかにし、基礎構造の二次設計法高度化に資する知見を取りまとめています。研究では、遠心力実験施設を活用した小型模型実験を実施し、周辺地盤と杭基礎構造建物の連成系地震時挙動を評価・検討しています。

連成系数値解析モデルの構築と設計法高度化

巨大地震下で地中の杭部材が大きく変形・損傷する場合、杭基礎構造と接する周辺地盤の反力は強非線形の特性を示す。研究では、地盤と杭部材双方の非線形性を適切に考慮した連成系の数値解析モデル構築法を提案・検証するとともに、巨大地震下で鉄筋コンクリート杭をせん断破壊させない設計法の誘導に取り組んでいます。

地震被災建物の損傷度即時モニタリング

2011年の東日本大震災や2016年の熊本地震では、被災後の事業継続性（BCP: Business Continuity Plan）を即座に判断することの重要性が認識されました。こちらの研究課題では、建物に仕掛けた地震計の記録をもとに、その損傷度を自動で判定するシステムを開発・検証しています。

研究では、実在する鉄筋コンクリート造行政庁舎建物での地震観測、実物大の試験体を用いた大型振動台実験、機械学習・クラウドコンピューティングなどのIT技術を用いたシステム運用を活用した高速・高精度のリアルタイム・モニタリングシステムの社会実装試験を手掛けています。

スマートフォンを活用した高密度地震観測網の構築

K-NETやKiK-netといいた緊急地震速報などにも活用されている広域地震観測網は、10～20km間隔で日本全域をカバーするように地震計が配置されています。しかし、阪神淡路大震災などでその発生が認識された激甚被災地区（震災の帯とも呼ばれる）を精度良く同定し、住民の避難指示や交通誘導を発災後速やかに展開するためには、より高密度な地震観測による地区単位の揺れの情報を評価・共有する必要があります。

スマートフォンは、揺れを感知するMEMS加速度計が内蔵されています。さらに、CPUやメモリ、WiFiなどの情報通信機能、モニタ、バッテリーが内蔵されており、これ1台で常時地震観測と情報共有が可能です。こちらの研究課題では、地震計の代用として安価なスマートデバイス（スマートフォンやタブレットなど）を活用した高密度地震観測網の構築と、そこから得られる詳細な地震情報に基づく地区別被災度推定をめざしています。

研究では、地震計の代用とするスマートデバイスの性能検証実験、地震データを自動で収集・共有するスマホアプリの開発、被害関数に基づく地区ごとの被災度推定法に関する検討を進めています。また、地域自治体・教育委員会と協同して、学校校舎へのスマホ地震計設置・高密度地震観測網の構築にも取り組んでいます。