不均質地盤の波動伝播問題にウェーブレット変換を用いる有効性について

概要

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不均質地盤中の波動伝播問題においてウェーブレット解析を用いることの有効性について検討した。まず始めに、理論的検討として、物性値（密度および剛性）に空間不均質性を持つ地盤モデル中の波動伝播を1次元波動方程式で表現し、ウェーブレット変換を適用して解を求めた。求めた解より、2地点間の理論伝達関数を求め、フーリエ変換による方法と比較した。次に宮城県内の複数の観測点で得られた地震記録に対して、実際の地盤を不均質地盤と仮定し、ウェーブレット変換を適用して2地点間の伝達関数を構築する試みを行った。得られた伝達関数を先の理論伝達関数と比較し、不均質性の程度やその影響について検討した。また、離散ウェーブレット変換を用いることにより、構造物や地盤の周期特性に合わせて帯域制限を施した伝達関数を作成することができる。さらに、閾値を設定することにより、データ圧縮が可能となるなど、ウェーブレット変換を応用することの利点を指摘した。
日本学術会議「機械工学委員会・土木工学・建築学委員会合同IUTAM分科会」の論文