佐 藤 忠 信 教 授 略 歴（学歴・職歴）2月 27日宮城県亘理郡亘理町に生まれる

32年

4月

私立聖学院高等学校入学

35年

3月

私立聖学院高等学校卒業

36年

7月

京都大学工業教員養成所土木工学科入学

39年

3月

京都大学工業教員養成所土木工学科卒業

39年

4月

京都大学工業教員養成所技術員

昭和17年

39年 12月

京都大学工業教員養成所文部技官

40年

4月

京都大学工業教員養成所文部教官助手（昭和42年 4月まで）

42年

4月

京都大学工学部土木工学科第３学年編入学

44年

3月

京都大学工学部土木工学科卒業

44年

4月

京都大学大学院工学研究科修士課程土木工学専攻入学

46年

3月

京都大学大学院工学研究科修士課程土木工学専攻修了

46年

4月

京都大学大学院工学研究科博士課程土木工学専攻進学

49年

3月

京都大学大学院工学研究科博士課程土木工学専攻単位修得退学

49年

4月

京都大学防災研究所文部教官助手

50年

9月

京都大学工学博士取得

52年

4月

京都大学防災研究所文部教官助教授

平成 6年

9月

京都大学防災研究所文部教官教授

16年

4月

国立大学法人京都大学教授(防災研究所）

17年

3月

同上定年退職
非常勤職歴

55年

3月

カリフォルニヤ大学バークレー校客員研究員（昭和56年 3月まで）3年

鳥取大学非常勤講師（平成9年まで）

3年

名古屋大学非常勤講師（平成16年まで）5年

岐阜大学非常勤講師（平成6年まで）

(受賞）
平成 4年

土木学会賞論文賞授賞（構造物の最適震動制御に関する研究）

平成14年

地盤工学会功労章

平成17年

Senior Research Prize (System Idenitification) awarded from International
Association for Structural Safty and Reliability Analysis（学会・委員会活動）
学会関連委員等
昭和56年

土木学会

学会誌編集委員会委員（昭和57年まで）

昭和56年

土木学会

論文集編集委員会第一部門編集委員（昭和57年まで）

昭和60年

自然災害特別研究災害情報委員会委員（平成４年まで）

昭和63年

土木学会

論文集編集委員会第一部門編集委員（平成元年まで）

昭和62年

土木学会

耐震工学委員会常任委員

昭和63年

土木学会

耐震工学委員会動的相互作用小委員会委員（平成３年まで）

平成元年

土木学会関西支部

平成元年

土質工学会関西支部

平成元年

土木学会

構造工学委員会振動制御小委員会委員（平成10年まで）

平成２年

土質工学会

動的変形定数基準化委員会委員（平成５年まで）

平成２年

自然災害特別研究欧文論文集編集委員会委員（平成10年まで）

平成２年

土質工学会

平成３年

土木学会関西支部

平成４年

土木学会

構造工学委員会AL小委員会委員（平成15年まで）

平成４年

土木学会

耐震工学委員会免震・制震小委員会委員（平成7年まで）

平成５年

日本自然災害学会

平成５年

第９回日本地震工学シンポジュウム編集幹事会幹事長（平成６年まで）

平成６年

土質工学会

平成７年

土木学会

平成７年

阪神淡路大震災報告書編集委員会委員（平成10年まで）

平成７年

地盤工学会

平成８年

日本自然災害学会評議委員(平成12年まで）

平成８年

地盤工学会関西支部

平成９年

地盤工学会

平成９年

土木学会

土木構造物の耐震設計法特別委員会委員（平成11年まで）

平成９年

土木学会

地震工学委員会

耐震基準当検討小委員会委員（平成11年まで）

平成９年

土木学会

地震工学委員会

ローカルサイト検討小委員会委員（平成11年まで）

平成９年

土木学会

地震工学委員会

設計用地震動検討小委員会委員（平成13年まで）

平成９年

土木学会 地震工学委員会
11年まで）

平成11年

日本自然災害学会

平成12年

日本自然災害学会理事（平成15年まで）

平成12年

地盤工学会関西支部

平成14年

土木学会論文賞選考委員会委員（平成15年まで）

平成15年

日本自然災害学会評議委員(平成17年まで）

平成15年

地盤工学会関西支部副支部長(平成16年まで）

商議委員（平成２年まで）
評議委員（平成２年まで）

講座委員会委員（動的相互作用）（平成３年まで）
地下空間利用に関する委員会委員（平成６年まで）

災害情報委員会データベース小委員会委員長(平成10年まで）

講座委員会委員（地盤工学における逆問題）（平成８年まで）
耐震等基準検討委員会委員（平成８年まで）

阪神淡路大震災調査委員会副委員長（平成８年まで）

設計入力時震度に関する研究委員会委員長（平成10年まで）

土構造物への設計入力地震動委員会委員長（平成10年まで）

高地震力に対する土構造物の耐震設計法小委員会委員（平成

欧文論文集編集委員会委員長（平成17年まで）

幹事長（平成13年まで）

国際会議委員等
昭和60年

4th International Conference on Innovative Numerical Analyses (Member ofInternational Advisory Committee), Atlanta USA, May 1986

昭和62年

9th World Conference on Earthquake Engineering (Member of Organizing Committee),Tokyo-Kyoto Japan, August 1988

平成９年

2nd International Conference on Structural Control (Member of Editorial
Committee), Kyoto Japan, October 1998

平成９年

First Korea-Japan Workshop on Structural Helth Monitoring (Organaiser),Taejon,
October, 1997

平成10年

Asian-Pasific Symposium on Structural Reliability and its Application(International Scientific Committee), Taipei, Feburary,1999

平成10年

Second Korea-Japan Workshop on Structural Helth Monitoring (Organaiser), Kyoto
June 2-3, 1998

平成10年

First Iran-Japan Workshop on Recent Earthquakes in Iran and Japan (Organizing
Committee), Teheran, May 16-18,1998

平成10年

Third China-Japan-US Trilateral Symposium on Lifeline Earthquake Engineering,(Keynote Lecture), Kunmin China, August 4-7, 1998

平成10年

US-Japan Workshop on Nonlinear System Identification and Health Monitoring(Organizer), Honolulu, Hawaii October 30-31, 1998

平成10年

First USA-China-Japan Workshop on Future R&D Directions in Public Works, Civil
Infrastructures Systems and Hazard Mitigation (Scientific Committee), Shanghai,
November 4-6,1998

平成11年

2nd Japan-US Workshop on Nonlinear System Identification and Health Monitoring（Organizer), Kyoto Japan October 1999

平成11年

Japan-US Workshop on Urban Earthquake Disaster Mitigation
Kyoto Japan, November 1999

平成11年

3rd Korea-Japan Workshop on Structural Health Monitoring, Kyonju Korea （CoOrganizer), November 1999

平成12年

Japan-Taiwan Workshop on urban Earthquake Disaster Mitigation (Member ofOrganizing Committee), Taipei Taiwan, February 2000

平成12年

US-Japan Workshop on Effect of Near Field Earthquake Shaking, Kyoto Japan (Memberof Organizing Committee), March 2000

平成13年

US-Japan Workshop on Urban Earthquake Disaster Mitigation (Member of Organizing
Committee), Seattle USA, August 2001

平成14年

John Hopkins University-Kyoto University Joint Seminar on Risk and Reliability of
Civil Structures (Co-Organizer), Baltimore USA, January 2002

平成14年

1st KAISUT-Kyoto University-National Taiwan University (KKN) Student Seminar on
Civil Engineering Problems (Co-Organizer), Taejion Korea, February 2002

平成14年

12th European Conference on Earthquake Engineering (Member of ScientificCommittee), Paris France, September 2002

平成14年

4th China-Japan-US Trilateral Symposium on Lifeline Earthquake Engineering(Keynote Speaker), Qingdao China, October 2002

平成15年

2nd KKN Student Seminar on Civil Engineering Problems (Co-Organizer), Taipei
Taiwan, February 2003

平成15年

4th Korea-Japan Workshop on Structural Health Monitoring (Co-Organizer), Seoul
Korea, June 2003

平成16年

3rd KKN Student Seminar on Civil Engineering Problems (Co-Organizer), Awaji
Japan, February 2004

平成16年

Colorado University-Kyoto University Joint Seminar on Risk and Reliability of
Civil Structures (Co-Organizer), Bolder Colorado USA, May 2004

平成16年

17th Kyoto-KAIST-Chulalongkon-National Taiwan-National Singapore Universities
Symposium on Civil Engineering (Keynote Speaker), Ayutthaya Thailand, December
2004

平成17年

4th KKN Student Seminar on Civil Engineering Problems (Co-Organizer and Keynote
Speaker), Taejion Korea, February 2005

(General Secretary),

各種委員会委員等
平成６年

大阪港港湾施設の液状化問題調査検討委員会委員（平成８年まで）

平成６年

河川構造物地震対策技術検討委員会委員（平成７年まで）

平成７年

宇治市防災会議地震対策委員会委員長（平成８年まで）

平成７年

大阪市高速鉄道建設改良技術委員会耐震対策専門部会委員

平成７年

京都南部都市広域行政圏推進協議会広域防災専門委員（平成８年まで）

平成８年

CCBOX管路材試験検討委員会副委員長

平成７年

寝屋川市防災会議専門委員（平成８年まで）

平成８年

科学技術庁地震防災研究基盤分科会対象地震ワーキンググループ委員（平成９年まで）

平成８年

阪神高速道路公団耐震問題検討委員会委員長（平成17年まで）

平成８年

吹田市防災会議専門委員（平成９年まで）

平成８年

豊中市防災会議オブザーバ（平成９年まで）

平成８年

運輸省

平成８年

JR耐震基準検討小委員会第１ワーキンググループ主査（平成11年まで）

平成10年

ガス協会ガス管更生法委員会委員長

平成10年

宇治市防災会議災害対策小委員会委員長（平成14年まで）

平成10年

都市基盤施設の地震防災性に関する調査委員会（FS調査推進委員）（平成11年まで)

平成11年

科学技術振興調整費総合研究「構造物の破壊過程に基づく生活基盤の地震防災性向上に関する研究」研究推進委員会委員（平成15年まで）

平成12年

阪神淡路大震災記念協会「阪神間西部地域を中心とした地盤振動特性の究明」委員会委員（平成15年まで）

平成13年

ダム技術センター「ダム構造・設計等検討委員」会委員（平成14年まで）

平成13年

日本ガス協会「経年内管対策特別委員会」委員長

平成14年

京都市地震被害想定策定に関する調査委員会委員（平成16年まで）

平成14年

三重県地震被害想定策定に関する調査委員会委員（平成17年まで）

平成14年

奈良県地震被害想定調査検討委員会副委員長（平成17年まで）

平成14年

阪神高速道路公団耐震設計分科会委員（平成17年まで）

平成14年

阪神高速道路公団技術審議会委員

耐震基準検討小委員会委員（平成10年まで）

佐 藤 忠 信

研 究 業 績査 読 付 論 文
発表年
論文名
発表誌名
共著者
2005 限界地震動指標とMarkov Chain Monte Carlo法を 構造工学論文集，Vol.51A, pp.529-536. 堀江佳平・増本みどり用いた鋼製橋脚の損傷度曲線の算定・吉田郁政2005 超一様分布を用いた損傷度解析

構造工学論文集，Vol.51A, pp.351-356. 吉田郁政

2005 ライフサイクルコストを考慮した道路橋の補強戦略

土木学会論文集, Vol.I-66, No.784,
pp.125-138.

吉田郁政・増本みどり
・金治英貞

2004 組み立て方法の違いを考慮した分割立坑の耐震性 自然災害科学, Vol.23, No.3, pp.391能評価
403.

國近光生

2004 応答変位法を用いた分割立坑の耐震設計法

國近光生

自然災害科学, Vol.23, No.3, pp.381-

2004 適応型モンテカルロフィルターを用いた損傷同定に 土木学会論文集, Vol.I-67, No.759,
ついてpp.259-269.

吉田郁政2004 Simulation for Earthquake Motion from Phase
Information

Journal of Natural Disaster Science,
Vol.25, No.2, pp.93-101.

Y. Murono

2004 A practical numerical method for large strainliquefaction analysis of saturated soils

Soil Dynamics and Earthquake
Engineering, Vol.24, pp.251-260.

Y. Di

2004 位相情報を利用した非定常地震動のシミュレーショ 土木学会論文集, Vol.I-66, No.752,
ン法
pp.159-168.

室野剛隆

2003 Neural classification of finite elements

Abraham I. Beltzer

Computers & Structures, No.81,
pp.2331-2335.

2003 Liquefaction analysis of saturated soils taking into Computers and Geotechnics, Vol.30,
account variation in porosity and permeability with pp.623-635.
large deformation

Y. Di

2003 Probability distribution of wave velocity inheterogeneous media due to random phase
configuration

Wave Motion Vol.38, pp221-227.

Abraham I. Beltzer

2003 Expansion of the Nishinomiya Built Environment
Database-Simulation of seismic ground motion
distribution and correlation with damage in the
1995 Hyogo-ken Nanbu Earthquake

Natural Hazards, No.29, pp.501-522.

M. Kohiyama，N.
Yamashita, Lu
Hengjian, N. Maki
and S.i Tanaka

2002 Phase Spectrum Modeling to Simulate Design
Earthquake Motion

Journal of Natural Disaster Science,
Vol.24, No.2, pp.91-100.

Y. Murono and A.
Nishimura

2002 Health Monitoring Algorithm by the Monte Carlo
Filter Based on Non-Gaussian Noise

Journal of Natural Disaster Science,
Vol.24, No.2, pp.101-107.

I. Yoshida2002 傾斜地盤の液状化・流動過程のシュミレーション

土木学会論文集, Vol.Ⅲ-61, No.722,
pp.109-119.

文龍・渦岡良介

2002 Horizontal and vertical components of earthquake
ground motions at liquefiable sites

Soil Dynamics and Earthquake
Engineering, No.22, pp.229-240.

J.Yang, S.Savidis, and
X.S.Li2002 砂の流弾塑性構成式による液状化・流動過程の統 土木学会論文集, Vol.717, No.I-61,
一的解析
pp.53-64.

文龍・渦岡良介

2002 位相特性に着目した観測地震動の内挿-集集地震 土木学会論文集, Vol.Ｉ-60, No.710,（1999）の観測記録を用いてpp.225-234.

室野剛隆・川西智浩

発表年
論文名
発表誌名
2002 地盤情報データベースを活用した神戸地域地震動 土木学会論文集，Vol.Ⅲ-58, No.701,
解析pp.121-134.

共著者
沖村 孝・南部光広・
若林 亮・岸本英明

2001 モンテカルロフィルターを用いた構造同定

土木学会論文集, Vol.I-55, No.675,
pp.161-170.

梶 啓介

2001 位相情報を用いた地震動のｼ ｭﾐﾚｰ ｼ ｮﾝ 法

土木学会論文集, Vol.I-55, No.675,
pp.113-123.

室野剛隆

2001 Analytical study of Saturation Effects on Seismic
Vertical Application of a Soil Layer

Geotechnique, Vol.51, No.2, pp.161165.

J.Yang2001 Neural Computing of Effective Properties ofRandom Composite Materials

Computers and Structures, No.79,
pp.1-6.

Victor A. Gotlib andAbraham I.Beltzer

Jounal of Natural Disaster Science,
2001 Design Spectra and Phase Spectrum Modeling to
Simulate Design Earthquake Motions: A Case study Vo.23, No.2, pp.89-100.
through Design Standards of Railway Facilities in
Seimic Amplification at a Soft Soil Site with
Liquefiable Layer

Journal of Earthquake

Y.Murono, Hai-Bo
Wang and A.
Nishimura
J.Yang and X. S. Li

2000 可変減衰装置を用いた構造物の実時間ハイブリッド土木学会論文集, No.647/I-51, pp.425- 田中悟
震動制御実験
433.
Soil Dynamics and Earthquake
2000 Influence of Water Saturation on Horizontal andVertical Motion at a Porous Soil Interface Induced Engineering, No.19, pp.339-346.
by Incident SV Wave

J.Yang2000 Computation of Individual Contributions of Two
Compression Waves in Vibration of WaterSaturated Soils

Computers and Geotechnics, No.27,
pp.79-100.

J.Yang2000 Neural Computations of Effective Response of
Random Composites

International Journal of Solids andStructures, Vol.37, pp.4527-4538.

Victor A. Gotlib andAbraham I. Beltzer

2000 非線形構造システムの線形同定法

土木学会論文集, Vol.I-51, No.647,
pp.155-165.

梶啓介

2000 Nonlinear site effects on strong ground motion at a Canadian Geotechnical Journal, Vol.37, J.Yang and Xiangreclaimed island
No.1, pp.26-39.
Song Li
2000 Interpretation of Seismic Vertical Amplification
Observed at an Array Site

Bulletin of the Seismological Society ofAmerica, Vol.90, No.2, pp.275-285.

J.Yang1999 観測波に基づく地震動の位相スペクトルのモデル化

土木学会論文集, Vol.I-50, No.640,
pp.119-130.

室野剛隆・西村昭彦

1999 Real Time Conditional Simulation of Earthquake
Ground Motion

Earthquake Engineering and Engineering H. Imabayashi
Seismology, Vol.1, No.1, pp.27-38.

1999 震源･伝播･地点特性を考慮した地震動の位相スペ 土木学会論文集, Vol.I-46, No.612,
クトルのモデル化
pp.201-213.

室野剛隆・西村昭彦

1998 Structural System Identification Using the H∞
FilterKai Qi

Structural Eng./ Earthquake Eng.,
JSCE, Vol.15, No.1, pp.73-84.

1998 On the Vibration of Saturated Layered Half-space Journal of Sound and Vibration, No.213, J.Yang
due to Low Frequency Excitation
pp.561-568.
1998 非線形構造システム方程式の線形同定法

土木学会論文集，Vol.I-42, No.584,
pp.175−184.

菊川雅士

発表年
論文名
1998 適応型カルマンフィルタの構築とその応用

発表誌名
土木学会論文集，Vol.I-42, No.584,
pp.163-173.

共著者
竹井賢二

1998 Adaptive H∞ Filter : Its Application to Structural
Identification
1998 Dynamic Response of Saturated Half-space withDifferent Hydraulic Interface Conditions

Journal of Engineering Mechanics,
ASCE, Vol.124, No.11, pp.1233-1240.
Archive of Applied Mechanics 68,
pp.677-688.

Kai QI
J.Yang1998 Influence of Viscous Coupling on Seismic Reflection Bulletin of the Seismological Society of
and Transmission in Saturated Porous MediaAmerica, Vol.88, No.5, pp.1289-1299.

J.Yang1997 Hybrid Simulation of Structural Control with a
Variable Damper

K. Hadjiyski, S.
Tanaka and K. Toki

Journal of Natural Disaster Science,
Vol.19, No.2, pp.119-132.

Earthquakes and Atmospheric Hazards, K. Kita and T. Maeda
1997 Estimation of Response Spectra in the Severely
Damaged Area During the 1995 Hyogo-Ken Nanbu Natural Hazards, Vol.16, pp.203-218.
Earthquake
1997 構造物の非定常動特性の漸化型同定法

土木学会論文集, Vol.I-41, No.577,
pp.65-73.

竹井賢二

1997 実時間ハイブリッド震動制御シミュレーターの開発

土木学会論文集, Vol.I-41, No.577,
pp.257-267.

佐藤誠1997 可変減衰装置の開発と減衰力の制御システムの構 土木学会論文集, Vol.I-40, No.570,
築
pp.203-215.

土岐憲三・佐藤誠

1997 ニューラル・カルマンフィルターを用いた構造物の地震時応答特性の同定佐藤誠

土木学会論文集, Vol.I-39, No.563,
pp.23-32.

1997 3号神戸線月見山地区における構造物被災と入力 橋梁と基礎,Vol.31, No.3, pp.17-23.
地震動

谷口信彦・前川順道・
西森孝三・足立幸郎・
太田晴高

1997 兵庫県南部地震における強震域での加速度応答ス 土木学会論文集, Vol.I-39, No.563,
ペクトルの推定
pp.149-159.

北勝利・前田知就

1996 A Predicted Control Algorithm for Active
Structural Seismic Response Control

Kai QI，

Journal of Natural Disaster Science,
Vol.18, No.1, pp.11-25.

The 1995 Hyogoken-Nanbu Earthquake
1996 Estimation of Peak Acceleration in the Severely
Damaged Area during the 1995 Hyogo-Ken Nanbu -Investigation into Damage to Civil
Engineering Structures - Spatial Issue ofEarthquake
Japan Society of Civil Engineers, pp.351996 Strong ground motion during the1995 Hyogo-ken
Nanbu earthquake

The Kobe Earthquake :Geodynamical
Aspects, Computational Mechanics
Publications, pp.17-38.

J. Kiyono and K.Toki

1996 遺伝的アルゴリズムを用いたライフライン網の最適復旧過程に関する研究

土木学会論文集, Vol.I-35, No.537,
pp.245-256.

一井康二

1995 Simulation of stochastic waves in a nonhomogeneous random field

Soil Dynamics and Earthquake
Engineering, pp.387-396.

J. Kiyono，K. Tokiand H. Mizutani

1995 Estimation of Peak Ground Motion on the BaseRock and its Amplification During the 1995
Hyogoken-Nanbu Earthquake

Journal of Natural Disaster Science,
Vol.16, No.3, pp.47-58.

J. Kiyono

1995 AL法の確率応答計算への拡張とその地盤震動解 土木学会論文集, Vol.I-31, No.513,
析への応用
pp.179-190.

清野純史・土岐憲三

発表年
論文名1995 可動質量型制振装置を用いた構造物の閉開ルー
プ震動制御
1994 1993年グアム島地震震害調査報告

発表誌名
土木学会論文集, Vol.I-33, No.525,
pp.201-211.
土木学会論文集, Vol.I-30, No.507,
pp.291-303.

1993 構造物の地震応答における自己学習能力を有する 土木学会論文集, Vol.I-24, No.471,
震動制御
pp.115-124.
1992 地盤−基礎前体系オンライン地震応答実験手法 土と基礎, No.40, pp.5-10.

1991 Estimation of Seismic Intensity of Ground Motion
During the 16 July ・1990 Philippine Earthquake

Journal of Natural Disaster Science,
Vol.13, No.1, pp.39-52.

共著者
土岐憲三・望月俊宏・
吉川正昭
山崎文雄・睦好宏史・
東畑郁生
土岐憲三・橋本雅道
土岐憲三・吉川正昭・
清野純史
J. Kiyono

1991 大規模ライフラインの地震時における信頼性解析法 土木学会論文集, Vol.I-17, No.437,
pp.153-161.

土岐憲三・濱田尚人

1991 作用時間遅れを考慮した構造物の震動制御

土木学会論文集, Vol.I-15, No.428,
pp.193-202.

土岐憲三・橋本雅道

1991 Seismic Behavior of Pile Groups by Hybrid
Experiments

Earthquake Engineering and Structural
Dynamics, Vol.20, pp.895-909.

K.Toki, J.Kiyono, N.
Kishi, S.Emi and
M.Yoshikawa

1990 Active Control of Seismic Response of Structures

Journal of Intelligent Material Systems
and Structures, Vol.1, pp.447-475.

K.TokiK.Toki and1990 Optimal Control of Seismic Response of Structures Structural Engineers/ Earthquake
Sugiyama,K.
Engineers. Proceedings of Japan
Society of Civil Engineers, Vol.7, No.1,
pp.179-188.
1990 Hybrid Experiments on Non-Linear Earthquake Induced Soil-Structure Interaction

Earthquake Engineering and Structural
Dynamics, Vol.19, pp.709-723.

K.Toki, J.Kiyono, N.
Kishi, S.Emi and
M.Yoshikawa

1990 1989年10月17日ロマプリエタ地震の地盤震動特性 自然災害科学, Vol.9, No.1, pp.27-41.
1989 Identification of Long-Term Climatic Variations
Journal of Natural Disaster Science,
Based on Tree Ring Widths of Japanese Cypresses Vol.11, No.2, pp.37-50.

A. Yamashita, and M.
Tanaka1989 Estimation of Seismic Intensity of Ground motion
During the 21 August 1988 Earthquake in the
Nepal-India Border Region

Journal of Natural Disaster Science,
Vol.11, No.2, pp.21-36.

J. Kiyono

1989 Identification of Structural Parameters and Input
Ground Motion form Response Time Histories

Proceedings of Japan Society of Civil
Engineers, Vol.I-12, No.410, pp.243-

K. Toki and J.Kiyono

1987 Dynamic Behavior and Identification of NonUniform Ground by the Discrete Wave Number

Soil-Dynamics and Earthquake
Engineering, Vol.6, No.2, pp.116-123.

K. Toki and Sato,K.

1987 地震波の因果性を用いた1979 Imperial Valley 地 土木学会論文報告集, Vol.I-7, No.380, 辰巳安良
震の多重震源解析
pp.475-484.
1986 ライフライン要素の破壊ポテンシャル評価のための 自然災害科学, Vol.5, No.2, pp.1-18.
地盤震動と液状化解析法
1985 Synthesizing Design Ground Motions From
Microearthquake Records

Proceedings of the Japan Society of Civil K. Toki and J.Kiyono
Engineers, Structural Engineering/Earthquake Engineering, Vol.2, No.2,
pp.423-433.

1984 Seismic Reliability Analysis of Lifeline Networks
Taking into Account Fault Extent and Local

Natural Disaster Science, Vol.6, No.2,
pp.51-72.

発表年

論文名

発表誌名

共著者

1983 Seismic Response Analyses of Ground with
National Disaster Science, Vol.5, No.1, K. Toki
Irregular Profiles by the Boundary Element Method pp.31-52.
1981 Separation and Sliding Between Soil and Structureduring Strong Ground Motion

Earthquake Engineering and Structural
Dynamics, Vol.9, pp.263-277.

K. Toki and F.Miura

1980 強震時における地盤と構造物の間の剥離と滑動

土木学会論文報告集, No.302, pp.31-

土岐憲三・三浦房紀

1976 地盤中を伝播する非線形調和波動

土木学会論文報告集、日本土木学会,
No.247, pp.21-34.

土岐憲三

1975 地震時の地盤内応力とヒズミ−土の非線形性の影 土と基礎、日本土質工学会, Vol.23,
響−
No.214, pp.51-58.

柴田徹

1974 One-Dimensional Acceleration Waves in a Mixture Proceedings of the 22nd Japan nationalof 2Phases
Congress for Applied Mechanics,
Vol.22, pp.89-102.

K. Toki1973 飽和した多孔質弾性体中を伝播する非線形波動に 土木学会論文報告集，No.209, pp.30付いて
50.

後藤尚男

査 読 付 解 説 論 文
発表年
論文名
発表誌名
2005 建設分野における構造同定アルゴリズムに関する信号処理，Vol.9, No.1, pp.363-370.
最近の話題(2)

共著者
吉田郁政

2004 建設分野における構造同定アルゴリズムに関する信号処理，Vol.8, No.5, pp.3-9.
最近の話題(1)吉田郁政2001 非線形構造同定に関する最近の話題

橋梁振動コロキュウム2001論文集 土木学会, pp.1-12.

1995 地盤工学における逆解析 １講座を始めるに当たっ 土と基礎, Vol.43, No.4, pp.55-60.
て ２逆解析の分類と定義 ３逆解析の手法
1995 地盤工学における逆解析

３. 逆解析の手法

土と基礎, Vol.43, No.5, pp.67-72.

1995 地震時の砂地盤の液状化

混相流, Vol.9, No.3, pp.187-202.

1992 地盤と構造物の動的相互作用の解析法

土と基礎, No.40, pp.63-70.

査 読 付 発 表 論 文
発表年
論文名2004 Estimation of Fragility Curve by Using Limit
Seismic Intensity and Markov Chain Monte Carlo

発表誌名
9th ASCE Specialty Conference on
Probabilistic Mechanics and Structural
Reliability

共著者
I. Yoshida2004 Application of Stochastic Characteristics of Phase 9th ASCE Specialty Conference onSpectrum to Random Vibration Analysis of S.D.O.F Probabilistic Mechanics and Structural
Reliability
SystemY. Murono

2004 Effect of Phase Spectrum Uncertainty on
Earthquake Motion

Y. Murono and T.
Kawanishi

9th ASCE Specialty Conference on
Probabilistic Mechanics and Structural
Reliability

2003 Modeling of Phase Spectra For Simulation of Near- Advancing Mitigation Technologies and Y. Murono and M.
Fault Design Earthquake
Disaster Response for Lifeline Systems, Murakami
No.25, pp.769-778.

発表年

論文名
発表誌名
Remapping Scheme in ALE Method for Liquefaction 16th ASCE Engineering Mechanics
Simulation
Conference July 16-18, 2003,
University of Washington, CD-ROM

2003 Influence of Vertical Acceleration on Soil
Liquefaction: New Findings and Implications

Proceedings of the Soil and RockAmerica 2003・12th Pan-American
Conference on Soil Mechanics andGeotechnical Engineering, Vol.1,

共著者
Yuan DiJ. Yang，S. Savidis
and X.S.Li

2003 Exclusive non-Gaussian Process Noise for Damage Proceeding of the Third World
Detection Using Monte Carlo Filter
Conference on Structural Control,

I. Yoshida2002 Effects of Saturation on Earthquake Response of
Liquefiable Ground12th European Conference on
Earthquake Engineering CD-ROM133

J. Yang and S. Savidis

2002 Modeling of Phase Spectra for Near-Fault
Earthquake Motions

12th European Conference on
Earthquake Engineering CD-ROM279

Y.Murono andM.Murakami

2002 Simulation of Earthquake Motions Based on Phase
Information

12th European Conference on
Earthquake Engineering CD-ROM487

Y.Murono

2002 Identification of Damping Ratio Using Monte Carlo 15th ASCE Engineering Mechanics
Filter Based on Exclusive Non-Gaussian Process
Conference (CD-ROM) 387.pdf
2002 A New Simulation Method for Liquefaction andInduced Ground Flow

I. Yoshida

2nd Canadian Specialty Conference on Y.Di and Y. Moon
Computer Applications in Geotechnique,pp.197-204.

2002 断層近傍地震動の位相特性の経験的なモデル化 第11回日本地震工学シンポジウム,
Vol.1, pp.521-526.

室野剛隆・村上昌彦

2002 加速度観測に基づく線形同定法

第11回日本地震工学シンポジウム,
Vol.1, pp.1965-1968.

荻山和樹

2001 Large Deformation dynamic Analysis of Porous
Medium Using FEM-FDM Coupled Method

Proceeding of the International
Conference on Computational

Y. Di

2000 Design Earthquake Motions Used in Japanese
Railway Facilities

Y. Murono and A.
Proceedings of Sixth International
Conference on Seismic Zonation, Vol.2, Nishimura
pp.699-704.

2000 Saturation Effects of Soils on Free-Surface Motion Proceedings of Sixth International
due to Incident SV-Waves
Conference on Seismic Zonation,
Vol.1,pp.459-464.

J. Yang

2000 Interpolation of Earthquake Motions using
Observed Phase Spectra

T. Kawanishi
Proceedings of Sixth International
Conference on Seismic Zonation, Vol.1,
pp.327-332.

1999 Modeling of Phase Spectrum to Simulate Desing
Earthquake Motion

Proceedings of Optimizing PostEarthquake Lifeline System Reliability,

Y. Murono and A.
Nishimura1998 H∞ Filtering Technique and Its Application to
Structural System Identification

Proceedings of the Second World
Conference on Structural Control,
Vol.3, pp.2149-2158.

Kai QI

1998 A Hybrid Structural Control Experiment Using
Variable Damper

Proceedings of the Second World
Conference on Structural Control,
Vol.1,pp.387-396.

S. Tanaka

1998 Structural Identification Using Neural-H∞ Filter

第10回日本地震工学シンポジウム論文 Kai QI
集, pp.2297-2302.

発表年
論文名
1998 Seismic Response of a Partially Saturated Sand
Layer

発表誌名
共著者
第10回日本地震工学シンポジウム論文 J. Yang
集, pp.799-804.

1998 Development of a Kalman Filter with Fading
MemoryStructural Safety and Reliability,
pp.387-394.

K. Takei

1998 Effects of Hydraulic Interface Conditions on
Seismic Reflection and Transmission

Proceedings of the 11th European
Conference Earthquake Engineering

J. Yang

1998 A Method to Estimate Phase Spectrum Taking into Proceedings of the 11th European
Account the Source, Path and Sit Effects
Conference Earthquake Engineering

Y. Murono and A.
Nishimura

1994 ACTIVE CONTROL OF SEISMIC RESPONSE OF Proceedings of the First WorldSTRUCTURE BY A MASS DRIVER SYSTEM
Conference on Structural Control,
Vol.3, pp.133-142.

K. Toki, M.
Yoshikawa, M.
Kurimoto and K.

1994 OPTIMAL CLOSED-OPEN LOOP CONTROLLAW FOR THE SEISMIC RESPONSE OFSTRUCTURES

Proceedings of the First World
Conference on Structural Control,
Vol.2, pp.212-221.

K. Toki,M.Mochizuki, and M.
Yoshikawa

1994 ＡＭＤによる模型構造物の地震応答制御

第９回日本地震工学シンポジウム論文
集, Vol.2, pp.1921-1926.

土岐憲三・望月俊宏・
吉川正昭・栗本雅裕・
稲葉金正

1994 不整形境界の不確定性を考慮した地盤震動解析法

第９回日本地震工学シンポジウム論文
集, Vol.1, pp.517-522.

清野純史・土岐憲三

1994 自己学習機能を有する構造同定アルゴリズム

第９回日本地震工学シンポジウム論文
集, Vol.2, pp.1729-1734.

佐藤誠

1994 Modeling of Phase characteristics for Synthesizing
Strong Earthquake

第９回日本地震工学シンポジウム論文
集, Vol.3, pp.25-30.

R. Matsuoka

1992 Risk Spectrum Taking into Account Fault Rupture
Mechanisms

Proceedings of the 10th World
Conference Earthquake Engineering,
Vol.2, pp.787-792.

J. Kiyono

1992 Seismic Reliability Analyses of Large Lifeline
Networks Taking into ・Account the Failure
Probability of the Components

Proceedings of the 10th World
Conference Earthquake Engineering,
Vol.9, pp.5591-5596.

K. Toki1991 Estimation of Peak Acceleration for Seismic
Macrozonation Taking into Account the Fault
ExtentProceedings of the 4th International
Conference on Seismic Zonation, San
Francisco, Vol.III, pp.731-738.

K. Toki and J.Kiyono

1991 Time Integration Scheme for Soil-Structure
Systems with Frequency Dependent Complex
Stiffiness

Proceedings of the Seventh Conference K.Toki, J.Kiyono, N.
Kishi, M.Kitazawa andof the International Association for
M.AranoComputer Methods and Advances inGeomechanics, pp.1209-1214.

1991 Hybrid Experiments on Nonlinear EarthquakeInduced Soil-Structure Interaction

Proceedings of the Seventh Conference K. Toki，J. Kiyono,
N. Kishi, K.Oshimaof the International Association for
and M.Yoshikawa
Computer Methods and Advances inGeomechanics, Vol.2, pp.881-886.

1991 Estimation of Peak Acceleration for Seismic
Macrozonation Taking into Account the Fault
ExtentProceedings of the Fourth International K. Toki and J.Kiyono
Conference on California, Vol.Ⅲ,
pp.731-738.

1990 Active Control of Seismic Response of Structures

Intelligent Structure, ELASEVIERAPPLIED SCIENCE, pp.282-298.

K. Toki

発表年
論文名
1990 A Method for Analyzing Seismic Reliability ofRealistic Large Lifeline Networks

発表誌名
共著者
Proceeding of the 8th Japan Earthquake K. Toki and H.
Engineering Symposium, pp.2115-2120. Hamada

1990 Modeling of Spatial Variation of Ground Motion on Proceeding of the 8th Japan Earthquake K. Toki and J.Kiyono
Irregular Profiles
Engineering Symposium, pp.331-336.
1990 Seismic Observation and Simulation of a Soil-Pile
SystemProceeding of the 8th Japan Earthquake K. Toki，J.Kiyono, N.
Engineering Symposium
Kishi, S.Emi and
M.Yoshikawa

1990 Hybrid Experiment on Pile Groups Taking into
Account Earthquake- Induced Nonlinear SoilStructure Interaction

Proceedings of the 8th Japan earthquake K. Toki，J.Kiyono, N.
Engineering Symposium, pp.1491-1496. Kishi, S.Emi and
M.Yoshikawa

1989 Identification of Constitutive Parameters of Soil
Using Pressure Meter Test

Numerical Methods in Geomechanics,
Vol.4, pp.2227-2234.

T.Shibata and Y.Hirai

1989 Generalized Constitutive Equations of Saturated
Sand

Numerical Methods in Geomechanics,
ol.1, pp.287-292.

Pradhan Tej B.S. andT.Shibata

1988 Critical Components for Upgrading Seismic
Reliability of Large Lifeline Networks

Proceedings of 9th World Conference on K. Toki and T. Sekiya
Earthquake Engineering

1988 Attenuation of Peak Acceleration Taking into
Account Multiple Fault Rupture Mechanisms

Proceedings of 9th World Conference on K. Toki，J.Kiyono and
T.Matuoka
Earthquake Engineering，Vol.Ⅱ,
pp.373-378.

1987 Upgrading Seismic Reliability of Large Scale Lifeline Recent Advances in Lifeline Earthquake K. Toki
Networks
Engineering, pp.21-38.
1986 Seismic Reliability Analysis of Large Scale Lifeline
Networks

Proceedings of the 7th Japan
Earthquake Engineering Symposium，pp.2023-2028.

I. Suetomi

1986 Attenuation of Peak Ground Motion Taking into
Account the Fault Extent

Proceedings of the 7th Japan
Earthquake Engineering Symposium，

J.Kiyono and
T.Matuoka

1985 Identification of Constitutive Parameters of Soil

Proceedings of the Specialty Session on T.Shibata and Tej
B.S.Pradhan
Constitutive Laws of Soils at XIthI.C.S.M.F.E. San Francisco，pp.164167.

1985 Earthquake Damage to Buried Pipes and Their
Renovation by House Lining

Proceedings of the 1985 Pressure
Vessels and Piping Confernce, New
Orleans，Vol.98-4, No.PVP, pp.125-

T.Shibata

1985 Simplified Dynamic Analyses of Embankments

Proceedings of the Fifth International
Conference on Numerical Methods inGeomechanics, pp.1425-1431.

T.Shibata andY.Sunasaka

1984 A Simplified Method for Dynamic Analysis of
Embankment

Proceedings of the 8th World
Conference on Earthquake

Y.Sunasaka

1983 Seismic Response Analysis of Ground with Irregular Proceedings of the 5th International
Conference on Boundary Element,
Profiles by the Boundary Elements Method
pp.699-708.

T. Sato1982 構造系の振動解析における数値積分法の誤差評
価

第６回日本地震工学シンポジウム論文集，pp.1049-1056.

日野徹

1982 Seismic Hazard Analysis of Lifeline Incorporation
Soil and Geologic Effects

Proceedings of the 3rd International
Congress of Microzonation for Safer
Construction, pp.1701-1711.

A.D.Kiureghian

発表年

論文名

発表誌名

1982 Evaluation of Ground Shaking Considering the
Nonlinear Properties of Soil

Proceedings of the 4th International
Conference on Numerical Methods inGeomechanics, pp.427-435.

1982

Proceedings of Third International
Earthquake Microzonation Conference,
Vol.III, pp.1701-1711.

Seismic Hazard Analysis of Lifelines Incorporating
Soil and Geologic Effects

共著者
A.Der-Kiureghian

A. Der-Kiureghian

1982 時系列理論による強震動予測モデルとその応用

第６回日本地震工学シンポジウム論文集, pp.385-391.

土岐憲三・江尻譲嗣

1981 Seismic Reliability of Flow and Communication
Networks

Proceedings of the 2nd Specialty
Conference on Lifeline Earthquake
Engineering, pp.81-96.

Moghtaderizadeh M，
R.K.Wood, A.DerKirureghian and
R.E.Barlow

1981 Dynamic Behavior of Sandy Soil and Liquefaction

Proceedings of the International
Conference on Recent Advances inGeotechnical Earthquake Engineeringand Soil Dynamics, pp.683-686.

T.Shibata and R.Ito

1980 Estimation of Damage of Water Distribution
Systems by Earthquake

Recent Advance in Lifeline Earthquake K. Toki
Engineering in Japan, ASME, pp.89-96.

1980 Detection of Dynamic Properties of Structural
System by AR-MA Process though Microtremor
Observation

Proceedings of the 7th World
Conference on Earthquake Engineering,
Vol.6, pp.9-16.

1980 Separation and Sliding Between Soil and Structure
to Strong Earthquake Motion

Proceedings of the 7th world Conference K. Toki and F.Miuraon Earthquake Engineering, Vol.5,
pp.213-220.

1980 Dynamic Behavior and Liquefaction of Saturated
Sandy Soil

Proceedings of the International
Symposium on Soil Under Cyclic andTransient Loading, pp.523-532.

T. Shibata andM.Kosaka

1979 Variational Approach for the Elimination of
Temporary Boundary Effect from Finite Element
MethodProceedings of the 3rd International
Conference on Numerical Methods inGeomechanics, pp.889-897.

K. TokiT. Shibata and1977 Dynamic Behaviour of Soil and Sub-surface Ground Proceedings of the 9th International
D.S.Soelarno
Conference on Soil Mechanics andFoundation Engineering, Vol.2, pp.393396.
1977 Seismic Response Analysis of Surface Layer with
Irregular Boundaries

K. TokiProceedings of the 6th World
Conference on Earthquake Engineering,
Vol.1, pp.409-414.

1966 A Study on the Stress-Dilatory Relation of a Sand
SampleProceedings of the 16th Japan National
Congress for Applied Mechanics,
Vol.16, pp173-178.

K. Kubota

国 際 発 表 論 文
発表年
論文名2005 Effect of phase spectrum uncertainties ofearthquake motion on seismic fragility curve ofsteel bridge pier,

発表誌名
Second International Conference on
Urban Earthquake Engineering, March
7-8, 2005, Tokyo Institute ofTechinology, pp.9- 20.

共著者
M. Masumoto and I.
Yoshida発表年
論文名2004 Research for Mitigating Earthquake Damge toLifeline Systems

発表誌名Proceedings of the Seventeenth KKCNN
Symposium on Civil Engineering, pp.2732.

2004 Estimation of Seismic Fragility Curve of a Steel
Bridge Pier through Dynamics Analysis

Proceedings of the Seventeenth KKCNN I. Yoshida and M.
Masumoto
Symposium on Civil Engineering,
pp.455-460.
Proceedings of the Seventeenth KKCNN Y. Tanaka
Symposium on Civil Engineering,pp.127-132.

2004 Damage Detection and Lacaization Using Chaotic
Excitaiton and Recurrence Analysis

2004 H∞Neural Network Training and Pruning for
System Identification

共著者

Proceedings of International Symposium H. Tang and S. Xue
on Network and Center=Based Research
for Smart Structures Technologies andEarthquake Engineering, pp.75-80.

2004 Nonlinear structural system identification using
Proceedings of SPIE, Health Monitoring K. Ogiyama
shaking table test data of five-story model building and Smart Nondestructive Evaluation of
Structural and Biological Systems III,Vol.5394, No.58, pp.475-484.
2004 Efficient system identification algorithm using
Proceedings of SPIE, Health Monitoring Y. Tanaka
Monte Carlo filter and its applicationand Smart Nondestructive Evaluation of
Structural and Biological Systems III,Vol.5394, No.57, pp.464-474.
2004 Structural damage detection using neural network
and H∞ filter algorithm

Proceedings of SPIE, Health Monitoring H. Tangand Smart Nondestructive Evaluation of
Structural and Biological Systems III,Vol.5394, No.56, pp.454-463.

Y. Di
Proceedings of the 17th ASCE
2004 Numerical Simulation of Lateral Displacement
Between Non-Liquefiable Ground and the Liquefied Engineering Mechanics Conference June
13-16,2004, University of Delaware,
Subsoil Layer
Newark, DE, No. 81
2004 Portable System to Identify Structural Parameters

Proceedings of the 4th International
Workshop on Structural Control,
pp.232-237.

K. Ogiyama and R.
Honda

2004 Seismic Reliability Analysis of a Large Scale Gas
Network

Proceedings of the Third Taiwan-Japan
Workshop on Lifeline Performance andDisaster Mitigation, pp.281-287.

Y. Omichi and Y.
Ogawa

2004 A Method to Analyze Ground Spreading Caused by Proceedings of the Third Taiwan-Japan
Liquefaction
Workshop on Lifeline Performance andDisaster Mitigation, pp.165-173.

T.Matsumaru

2004 Damage Process of Pile Foundation in Liquefied
Ground During Strong Ground Motion

S. Miwa
Proceedings of The 11th International
Conference on Soil Dynamics &Earthquake Engineering /The 3rdInternational Conference on Earthquake
Geotechnical Engineering,

2004 H∞-adaptively applied to Liquefiable Soil in
Nonlinear Analysis of Soil-Pile Interaction

X. Tang
Proceedings of The 11th International
Conference on Soil Dynamics &Earthquake Engineering /The 3rdInternational Conference on Earthquake
Geotechnical Engineering, Vol.1,

2004 Arbitrary Lagrangian-Eulerian Formulation forLarge Deformation Analysis of Saturated Soils

Y. Di
Proceedings of The 11th International
Conference on Soil Dynamics &Earthquake Engineering /The 3rdInternational Conference on Earthquake
Geotechnical Engineering, Vol.1,

発表年

論文名

発表誌名

共著者

2004 Numerical Simulation of Induced Ground after
Liquefaction using Adaptive Remeshing Scheme

E. J. Lee
Proceedings of The 11th International
Conference on Soil Dynamics &Earthquake Engineering /The 3rdInternational Conference on Earthquake
Geotechnical Engineering, Vol.2,

2003 Prioritization of Seismic Reinforcement for Road
Bridges Based on the Concept of Life Cycle Cost

Life-Cycle Performance of Deteriorating I. Yoshida and M.
Structures, pp.219-228.
Masumoto

2003 Efficient system identification algorithm applicableto large scale system

International Workshop on Advanced
Sensors, Structural Health Monitoring,and Smart Structures 10-11November
2003, Keio University, Japan, pp.167-

2003 3-Dimensional Simulation of Pile-Ground System
During Liquefaction and Following Ground Flow
ProcessT. Matsumaru, F.
Proceedings of the Eighth U.S.-Japan
Zhang, Y. Moon andWorkshop on Earthquake Resistant
R. Uzuoka
Design of Lifeline Facilities andCountermeasures Against Liquefaction,

2003 Effect of Phase Spectrum Uncertainty on Structural Proceedings of The Sixteen KKCNN
Response
Symposium on Civil Engineering,
pp.185-190.

Y.Tanaka

Y. Murono

2003 Effect of Phase Spectrum Uncertainty on Fourier
Amplitude Spectrum of Earthquake Motion

Proceedings of The Sixteen KKCNN
Y. Murono and T.
Symposium on Civil Engineering, pp.45- Kawasnishi

2003 Efficient system identification algorithm applicableto large-scale system

Structural Health Monitoring andIntelligent Infrastructure, Vol.1,

Y.Tanaka

2003 Error Estimation and Adaptive Mesh Refinement in Proceedings of NTU/NCREE-KU Joint Xiaowei Tang
Update Lagrangian FEM for Liquefiable Soil
Seminar on Civil Engineering Research,
pp.175-185.
2003 Efficient System Identification Algorithm Applicable Proceedings of NTU/NCREE-KU Joint Y. Tanaka
to Large Scale Systems
Seminar on Civil Engineering Research,
pp.82-90.
2003 Prioritization of Seismic Reinforcement for Road
Bridges Based on the Concept of Life Cycle Cost

Proceedings of NTU/NCREE-KU Joint M. Masumoto
Seminar on Civil Engineering Research,
pp.113-120.

2003 3-Dimensional Response of a Pile-Ground System
during Liquefaction and Flow Process of the
GroundProceedings of NTU/NCREE-KU Joint T. Matsumaru, Y.
Seminar on Civil Engineering Research, Moon, F. Zhang and
R. Uzuoka
pp.55-64.

2003 A Linear Structural Identification Using theConcept of Equivalent External Force and Partial
Structural Responses

Proceedings of NTU/NCREE-KU Joint K. Ogiyama
Seminar on Civil Engineering Research,
pp.26-33.

2003 Simultaneous Identification of Structural
Parameters and Time History of External
Excitation by Using ICA and MCF Algorithm

Proceedings of NTU/NCREE-KU Joint S. Ichida
Seminar on Civil Engineering Research,
pp.7-14.

2003 Development and Application of a Wireless Data
Acquisition System for Structural Identification

Proceedings of NTU/NCREE-KU Joint K. Ogiyama and M. J.
Seminar on Civil Engineering Research, Chung
pp.1-6.

2002 New System Identification Algorithms Combining
Monte Carlo Filter and Genetic Algorithm

Proceedings of the International
Conference on Advances and New
Challenges in Earthquake Engineering
Research, Vol.3, pp.579-586.

T. Sakanoue and I.
Yoshida

発表年
論文名
発表誌名
2002 Simulation and Interpolation of Earthquake Motions Proceedings of the International
Using Observed Group Delay Time
Conference on Advances and New
Challenges in Earthquake Engineering
Research, Vol.3, pp.321-326.

共著者
T. Kawanishi

2002 Structural Identification Algorithm Combining
Genetic Algorithm and Monte Carlo Filter

Proceeding of the US-Korea Workshop
on Smart Infra-Structural Systems,
pp.301-308.

T. Sakanoue and I.
Yoshida2002 A Linear Algorithm to Identify Structural Systems
Using the Concept of Adjusting Equivalent
External Force

Proceedings of 15th KKCNN 2002
Symposium on Civil Engineering,
pp.220-225.

K.Ogiyama

2002 Modeling of Phase Spectra for Simulation of NearFault Ground Motions

Y.Murono andProceedings of 15th KKCNN 2002
Symposium on Civil Engineering, pp.95- M.Murakami
100.

2002 Simultaneous Identification of System Parameters
and Time History of External Force

Proceedings of 15th KKCNN 2002
Symposium on Civil Engineering,
pp.226-231.

2002 Unfilled Analysis by the Fluidal-Elasto-Plasttic
Constitutive Equation of Liquefaction and Ground
Flow Phenomenon

Proceedings of the Fourth China-Japan Y.Moon and R.
-USA Trilateral Symposium on Lifeline Uzuoka
Earthquake Engineering, pp.9-25.

2002 Simulation of Earthquake Motions Based on Phase
Information

Proceedings of the 3rd International
Workshop on Performance-Based
Design and Retrofit of Transportation
Facilities, pp.79-87.

T.Sato，S.Ichida

Y. Murono

2002 Simulation of Earthquake Motions Using Observed Proceedings of the Second JapanTaiwan Workshop on Lifeline
Phase Spectra -Case Studies for the 1999 CHIPerformance and Disaster Mitigation,
CHI Earthquake-

T. Kawanishi

2002 System Identification Focused on Adaptability to
Non-Stationarity

S.Ichida and R.Honda

Proceedings of KAIST-Kyoto Univ.
Joint Seminar on Earthquake
Engineering, pp.150-155.

2002 Development of the Algorithm to Identify
Proceedings of KAIST-Kyoto Univ.
Structural System Using Statistical Filter Theories Joint Seminar on Earthquake
Engineering, pp.141-149.

T.Sakanoue and
I.Yoshida2002 A Linear Algorithm to Identify the Structural
System Using the Acceleration Data

K.Ogiyama

Proceedings of KAIST-Kyoto Univ.
Joint Seminar on Earthquake
Engineering, pp.133-139.

2002 Dynamic Analysis of Saturated Porous Medium by Proceedings of KAIST-Kyoto Univ.
3D FEM-FDM Coupled Method Considering Large Joint Seminar on Earthquake
Engineering, pp.83-88.
Deformation

X. Tang and Y. Di

Proceedings of KAIST-Kyoto Univ.
2002 3-Dimensiional Effective Stress Analysis of Pile
Foundation Subjected to Lateral Flow of Liquefied Joint Seminar on Earthquake
Engineering, pp.59-64.
GroundT.Matsumaru，
Y.Moon and F.Zhang

2002 Analytical and Numerical Study on the Unified
Modeling of Liquefaction and Flow Processes

Proceedings of KAIST-Kyoto Univ.
Joint Seminar on Earthquake
Engineering, pp.53-58.

Y. Moon and R.
Uzuoka2002 Numerical Simulation of Seismic Response of Site
Overlying on Liquefiable Soil Layer

Proceedings of KAIST-Kyoto Univ.
Joint Seminar on Earthquake
Engineering, pp.47-52.

Y.Di and Y. Moon

発表年
論文名
2002 Ground Deformation Measuring System Using
Optical Fiber Sensors

発表誌名Proceedings of KAIST-Kyoto Univ.
Joint Seminar on Earthquake
Engineering, pp.15-22.

共著者
N.Takegawa andR.Honda2002 Simulation of Earthquake Motions using Observed
Phase

Proceedings of KAIST-Kyoto Univ.
Joint Seminar on Earthquake
Engineering, pp.1-7.

T.Kawanishi

2001 Application of Adaptive Kalman Filter to Identify a Proceeding of U.S.-JAPAN cooperative R. Honda and T.
research on urban earthquake disaster SakanoueFive story Frame Structure using NCREE
mitigation, pp.302-311.
Experimental Data
2001 Response Characteristics of Base Isolation
Structures Using Seismic Records During Taiwan
Chi-Chi Earthquake

Y. Murono
US-Japan Workshop on Smart
Structures for Improved Seismic
Performance in Urban Regions, pp.119-

2001 Adaptive Monte Carlo filter and structure
identification

Proceedings of the International
Conference on Monte Carlo Simulation
Monte Carlo, pp.441-447.

K. Kaji

2000 Non-Linear Structural Identification using Robustand Adaptive Kalman Filter

Proceedings of the First MCEER
Workshop on Mitigation of earthquake
Disaster by Advanced Technologies,

K. Kaji

2000 Modeling Phase Spectra of Recorded Earthquake
Motions During the 1999Chi-Chi Taiwan Ｅ
earthquake

Y. Murono
2nd International Workshop on
Mitigation of Seismic on Transportation
Structures, pp.211-221.

Y. Murono and T.
International Workshop on Annual
2000 MODELING OF PHASE SPECTRA AND ITS
Commemoration of Chi-Chi Earthquake, Kawanishi
APPLICATION FOR INTERPOLATION OF
EARTHQUAKE MOTIONS OBSERVED DURING pp.233-243.
THE 1999 CHI-CHI EARTHQUAKE
2000 Response Characteristics of Base Isolation
Structures Ｕsing Seismic Records during Taiwan
Chi-Chi Earthquake (1999)

Proceedings of Second Japan-IranWorkshop on Earthquake Engineeringand Disaster Mitigation, pp.107-112.

Y. Murono

2000 Simulation of Earthquake Motion from Phase
Information

Proceedings of Second Japan-IranWorkshop on Earthquake Engineeringand Disaster Mitigation, pp.65-70.

Y. Murono

2000 Saturation Effects on Ground Surface Motion in
Horizontal and Vertical Components

Proceedings of the Thirteenth KKNN
Symposium on Civil Engineering,pp.261-266.

J.Yang2000 Ground strain measuring system using optical fiber Proceedings of SPIE-The International
sensorSociety for Optical Engineering,
Vol.3986, pp.180-190.

R.Honda, S.Shibata
and N.Takegawa

1999 Evaluation of in-situ saturation state of soils andits effect on earthquake ground response

Proceedings of the 5th International
Symposium on Field Measurements inGeomechaincs, pp.549-552.

J.Yang1999 Characteristics of Ground Motions at a Liquefiable Proceedings of the Seventh U.S.-Japan
Site
Workshop on Earthquake Resistant
Design of Lifeline Facilities andCountermeasures Against Soil

J.Yang1999 Interpolation of Observed Earthquake Motions
Using Spatially Correlated Group Delay Time

Y. Murono

Proceedings of the International
Workshop on Chi-Chi, Taiwan
Earthquake of September 21, 1999,

発表年
論文名
1999 Application of Adaptive H-Infinity Filter toNonlinear Structural Identification

発表誌名
Proceedings of The Twelfth KKNN
Seminar / Workshop on Civil
Engineering, pp.165-170.

共著者
Kai QI

I.Yagiand, H.
1998 Earthquake Damage to Buried Water Supply Pipes Proceedings of the 7th U.S.-Japan
Sakuragi and T.Driverand Their Renovation by Hose Lining Technology Workshop on Earthquake Disaster
Prevention for Lifeline Systems, pp.3953.
1998 Simulation of Near-field Earthquake Motion to be
Used for Structural Design

Asia-Pacific Workshop on Seismic
Design and Retrofit of Structures,

1998 A Linear Algorithm to Identify Nonlinear Structural Part of the SPIE Conference on
System Equations
Mathematics and Control in Smart
Structures, Vol.3323, pp.154-166.

M. Kikukawa

1998 Identification algorithm for time-varying structural Part of the SPIE Conference on
systems using the adaptive H∞ filter
Mathematics and Control in Smart
Structures, Vol.3323, pp.130-141.

Kai QI

1997 SUMMARY FOR DISCUSSION OF THE JAPANCHINA WORKSHOP ON PREDICTION AND
MITIGATION OF SEISMIC RISK IN URBAN

Proceeding of the Japan-China joint
workshop on Prediction and Mitigationof Seismic Risk in Urban Region,

Yao-zian YE

1997 Dissipation Effect on Seismic Waves at a Saturated Proceedings of International Symposium J.Yang
Porous Solid Boundaryon Natural Prediction and Mitigation,
pp.171-180.
1997 Identification of Time-Varying Structural Systems
Using the Adaptive H∞ Filter

Proceedings of International Symposium Kai QI
on Natural Disaster Prediction
Mitigation, pp.137-148.

1997 H∞ Filter and Its Application to Linear Structural Proceedings of the Japan-China Joint
Identification
Workshop on Prediction and Mitigationof Seismic Risk in Urban Region,

Kai QI

1997 Identification of Linear and Nonlinear Structural
Systems by Linear Optimization Scheme

Proceedings of the Japan-China Joint
Workshop on Prediction and Mitigationof Seismic Risk in Urban Region,

M. Kikukawa

1997 A Linear Algorithm to Identify the Nonlinear
Structural System Equations

Proceedings of The Seventh KAISTNTU-KU Tri-Lateral
Seminar/Workshop on Civil

M. Kikukawa

1997 Estimation of Peak Ground Motion in the Southern Proceedings of The Seventh KAISTKyoto Area
NTU-KU Tri-Lateral
Seminar/Workshop on Civil
1997 Real-time Robust Identification Algorithm for
Structural Systems with Time-varying Dynamic
Characteristics

E.Verdeja, Y.Kashiwai
and M. Nakano

Proceedings of SPIE / Smart Structures K. Takei
and Materials 1997 Mathematics andControl in Smart Structures, Vol.3039,

1996 Modeling of a Variable Damper and its Application Proceedings of the Fourth U.S.-Japan
Workshop on Earthquake Protective
Systems for Bridges, pp.105-114.

M. Sato, S. Tanaka
and K. Toki

1996 Modeling of a Variable Damper and Its Application Proceedings of the 2nd International
Workshop on Structural Control, Hong
Kong, pp.482-489.

M. Sato, S. Tanaka
and K. Toki

1996 Estimation of Response Spectra in the Severely
Damaged Area During 1995 Hyogo-ken Nanbu
Earthquake

Proceedings from the Sixth Japan-U.S.
Workshop on Earthquake Resistant
Design of Lifeline Facilities andCountermeasures Against Soil

K. KITA and T.
Maeda

発表年

論文名

発表誌名

共著者

1996 A Recursive Non-Linear Structural Identification
with Fading Memory

K. Takei and N.
Proceedings of the Sixth NTU-KUKAIST Tri-Lateral Seminar / Workshop Yamashita
on Civil Engineering

1995 Structural Identification Algorithm Using the
Neuro-Kalman Filter

Proceedings of the fifth NKU-KAISTM.Sato
NTU Tri-Lateral Seminar, pp.139-144.

1995 Causality requirement for equivalent linearization
analysis of the non-linear seismic response oflayered ground

S.Sawada, K.Toki andProceedings of the First International
Conference on Earthquake Geotechnical Y.Shiomi
Engineering, Vol.1, pp.499-504.

1995 Real Time Conditional Simulation of Earthquake
Ground Motion

H. Imabayashi
Proceedings of the 6th U.S.-Japan
Workshop on Earthquake disasterprevention for Lifeline Systems, pp.221234.

1995 Optimization of Post-Earthquake Restoration ofLifeline Networks Using Genetic Algorithms

K. Ichii
Proceedings of the 6th U.S.-Japan
Workshop on Earthquake Disaster
Prevention for Lifeline Systems, pp.235250.

1995 Self-learning Structural Identification Algorithm

Proceedings of the Smart Structures and M.Sato
Integrated Systems, Vol.2443, pp.503-

1994 Identification and Simulation of Time-Spase Field of Proceedings of the Fourth KAIST-NTU- H. Imabayashi
Earthquake Ground Motion
KU Tri-Lateral Seminar/Workeshop on
Civil Engineering, pp.45-50.
1994 Identification and Simulation of Earthquake Ground Priceedings of International Workshop
Motionon Inverse Analysis in Geomechanics'94, pp.37-45.

H. Imabayashi

1994 Development of Stochastic Discrete Wave-Number Proceedings of the Second Conferenceon Earthquake Resistant Construction
Method for Seismic Response Analysis of theand Design, pp69-76.
Ground with Irregular Interfaces

K. Toki and J. Kiyono

1994 Instantaneous conditional simulation of earthquake Proceedings of the Second Conference
ground motion
on Earthquake Resistant Construction
and Design, pp.85-92.

H. Miyanishi

1994 Seismic Risk Analysis of Large Scale Lifeline
Networks

K. Toki and K. Ichii

Proceedings of Second China-JapanU.S. Trilateral Symposium on Lifeline
Earthquake Engineering, pp.231-238.

1994 Closed-Open-Loop Control of Seismic Response of Proceedings of the Third U.S.-Japan
Structure with Active Mass Driver System
Workshop on Earthquake Protective
Systems for Bridges, pp.381-394.

K. Toki, T. Mochizuki
and M. Yoshikawa

1993 Estimation of Peak Ground Motion Taking into
Account the Source, Path, and Site Effects

Proceedings of the International
Workshop on Strong Motion Data,

J. Kiyono

1993 Seismic Risk Analysis Taking into Account theFault Extent

Proceedings 2nd International
K. Toki and J.Kiyono
Conference on Emergency Planning andDisaster Management, pp.297-308.

1992 Seismic Reliability Analyses of Large scale lifeline
Networks

Proceedings of Workshop on ChinaJapan Joint Research for Earthquake
Disaster Prediction and Mitigation,

K. TokiK. Toki
1992 Optimal Control of Seismic Response of Structures Proceedings of Workshop on ChinaUsing Mass Damper System
Japan Research for Earthquake Disaster
Prediction and Mitigation, pp.159-169.

発表年

論文名

1992 Active Control of Seismic Response of Structureswith Base Isolation System

発表誌名
The Second U.S.-Japan Workshop on
Earthquake Protective Systems for
Bridges, pp.495-506.

共著者
K. Toki

1992 Seismic Reliability Analyses of Large Scale Lifeline U.S.-Japan Workshop on Earthquake
K. Toki and Y. Fujita
Networks Using Fuzzy Set Theory
Disaster Prevention for Lifeline Systems,
pp.199-214.
1992 Ilas -A Computer Program for Analyzing Lifeline
Systems-

Proceedings from the Forth Japan -U.S. H. Kawakami, J. Ejiri,
M. Doi, K. Suda andWorkshop on Earthquake・Resistant
M. SatoDesign of Lifeline Facilities andCountermeasures for Soil Liquefaction,

1992 Predictive Control of Seismic Response of
Structure Taking into Account the Soil StructureInteraction

Proceedings of the 1st European
Conference on Smart Structures andMaterials, Glasgow, pp.245-250.

K. Toki1991 Seismic Reliability Analyses of Large Scale Lifeline Proceedings 3rd U.S. Conference on
Networks
Lifeline Earthquake Engineering,
pp.673-682.

K. TokiK. Toki1991 Seismic Reliability Analyses of Large Scale Lifeline Proceedings of 4th U.S.-Japan
Workshop on Earthquake Disaster
Networks Taking into Account the Failure
Prevention for Lifeline System, No.Ｊ
-10,
Probability of the Components
K. Toki1991 Vibration Control of Seismic Response of
Structures Using Mass Damper System

Proceedings of US/China/Japan
Trilateral Workshop on Structural
Control, Shanhai, pp.235-244.

1991 Hybrid Experiments on Nonlinear EarthquakeInduced Soil-Structure Interaction of Pile
Foundations

Proceedings of International Symposium K. Toki, J.Kiyono, N.
on Natural Disaster Reduction and Civil Kishi, S.Emi and
M.Yoshikawa
Engineering, Japan Society of Civil
Engineers Kansai Chapter, pp.257-266.

1990 Main Causes of Building Damage Done by the
1988QUAKE Nepal-India Earthquake

Ninth Symposium on Earthquake
Engineering(9SEE-90), pp.333-340.

T.Fujiwara, T. Kubo
andMurakami,Hitomi,O.

1990 Pattern of Casualty Occurrence Due to the 1988
Earthquake in the Nepal-India Border Region

Ninth Symposium on Earthquake
Engineering(9SEE-90), pp.325-332.

Murakami,Hitomi,O.，
T. Fujiwara and T.
Kubo

1989 Identification and Upgrading of Critical
Components for Improving Seismic Reliability ofLarge Lifeline Networks

3rd U.S.-Japan Workshop on
Earthquake Disaster Prevention forLifeline Systems, pp.184-195.

K. Toki and T. Sekiya

1989 Optimal Control of Seismic Response Structure

Proceedings of the Japan-China (Taipei) K. Toki and K.
Joint Seminar, pp.191-200.
Sugiyama

1989 Hybrid Study on Nonlinear Soil-Structure Systems Proceedings of the Japan-China (Taipei) K. Toki, J.Kiyono, N.
Joint Seminar, pp.135-144.
Kishi, S.Emi and
M.Yoshikawa
1985 Seismic Risk Analysis and Assessment of Lifeline
SystemProceedings of U.S.-Japan Workshop on H. Kameda
Seismic Behaviour off Buried Pipelines
and Telecommunications System,

1982 Dynamic Behavior of Ground for Seismic Analysis
of Lifeline Systems

Report UCB/EERC-82/01Earthquake
Engineering Research Center, pp.1-

1980

Proceedings of the Recent Advance in K. Toki
Lifeline Earthquake Engineering inJapan, ASME, San Francisco, pp.89-96.

Estimation of Damage of Water Distribution
systems by Earthquakes

A. Der-Kiureghian

発表年

論文名

発表誌名

共著者

そ の 他 論 文
発表年
論文名
2004 Computational Modeling of Large Deformation of
Saturated Soils Using An ALE Finite Element
Method

発表誌名
Reprinted from the Annuals of theDisaster Prevention Research InstituteKyoto University, No.47-C, pp.171-

2004 Advanced Techniques for Evaluating Vulnerabilityof Urban Infrastructure by Integrating Multiple
Evaluation Indexes

Reprinted from the Annuals of theDisaster Prevention Research InstituteKyoto University, No.47-C, pp.9-23.

共著者
Y. Di

K.Irikura, M.
Nakashima, H.
Tanaka, K.
Matsunami, S.
Sawada, K. Suita, T.

2004 可搬型非線形構造同定システムの開発 -5層モデ 第5回構造物の破壊過程解明に基づく 荻山 和樹
ルの振動台テストデータを用いた検証地震防災性向上に関するｼ ﾝ ﾎ ﾟｼ ﾞｳﾑ 論
文集, pp.37-42.
2004 Development and Application of a Wireless Data
第5回構造物の破壊過程解明に基づく M. J. Chung and K.
Acquisition System for Structural Identification
地震防災性向上に関するｼ ﾝ ﾎ ﾟｼ ﾞｳﾑ 論 Ogiyama
文集, pp.25-30.
2003 構造物の入力時刻歴と構造パラメーターの同時同 京都大学防災研究所年報, No.46−B,
定法
pp.121-126.

市田 賢

2003 独立成分解析を用いた構造物の動特性と入力の同 第４回構造物の破壊過程解明に基づく 市田 賢
時推定法
地震防災向上に関するシンポジウム論
文集, pp.25-30.
2002 構造同定問題へのモンテカルロフィルタの適用

第５１回理論応用力学講演会, pp.41-

坂上貴士・吉田郁政

2002 各種統計的フィルタ理論の合成に基づく非線形構 第３回構造物の破壊過程解明に基づく 坂上貴士・吉田郁政
造同定アルゴリズムの開発
地震防災性向上に関するシンポジウム,
2002 光ファイバを用いた地盤変形計測システムの大型振動台実験への適用

第４回構造物の破壊過程解明に基づく 本田利器・竹川直希
地震防災性向上に関するシンポジウム,
pp.83-88.

A. I. Belter and V.
2001 A Study of neural computing of effective properties Advance on Neural Networks and
A.Gotlibof random composites
Applications, Artificial Intelligence
Series, A series of Reference Books andTextbooks, pp.421-426.
2001 地震計の最適配置に関する基礎研究

最適ｼ ﾝ ﾎ ﾟｼ ﾞｳﾑ 論文集, Vol.39A

吉田郁政・足立幸郎

2001 光ファイバセンサによる地盤ひずみ計測実験

第２回構造物の破壊過程解明に基づく 本田利器・柴田俊次
地震防災性向上に関するｼ ﾝ ﾎ ﾟｼ ﾞｳﾑ 論 郎
文集, pp.35-40.

2001 適応型モンテカルロフィルタを用いた構造システム 第２回構造物の破壊過程解明に基づく 原田俊宗の同定
地震防災性向上に関するｼ ﾝ ﾎ ﾟｼ ﾞｳﾑ 論
文集, pp.1-6.
2001 Influence of Partial Saturation of Soil on Ground
Strain Induced by Earthquakes

第２回構造物の破壊過程解明に基づく Jun Yang
地震防災性向上に関するｼ ﾝ ﾎ ﾟｼ ﾞｳﾑ 論
文集, pp.293-298.

2000 ＦＢＧ光ファイバセンサを用いた地盤ひずみ計測

第１回構造物の破壊過程解明に基づく 本田利器・柴田俊次
地震防災性向上に関するｼ ﾝ ﾎ ﾟｼ ﾞｳﾑ ・論 郎・竹川直希
文集, pp.23-28.

2000 常時微動計測に基づく構造同定

第１回構造物の破壊過程解明に基づく 本田利器・梶啓介
地震防災性向上に関するｼ ﾝ ﾎ ﾟｼ ﾞｳﾑ ・論
文集, pp.5-10.

発表年

論文名

発表誌名

共著者

2000 台湾集集地震（１９９９）の観測記録を用いた構造物 第４回地震時保有水平耐力法に基づく 室野剛隆の応答特性
橋梁の耐震設計に関するシンポジウム
講演論文集, pp.463-468.
2000 地震動位相情報を用いた地震動のシミュレーション レベル2地震に対する土構造物の耐震設計ｼ ﾝ ﾎ ﾟｼ ﾞｳﾑ 論文集, pp.265-272.

室野剛隆

2000 Dip波を用いたケーソン岸壁の液状化と流動化過程 レベル2地震に対する土構造物の耐震に関する考察設計ｼ ﾝ ﾎ ﾟｼ ﾞｳﾑ 論文集, pp.319-324.

文龍・渦岡良介

1997 Application of the Adaptive H∞ Filter toStructural Identification

交通構造物への地震の影響を軽減する 室野剛隆・Hai-Bo
WANG・西村昭彦
ための国際ワークショップ論文集,
pp.118-129.
第５回システム最適化に関するシンポジ Kai QI
ウム講演論文集, pp.165-170.

1997 応答変位法を用いた地下構造物の耐震検討について

第２回阪神・淡路大震災に関する学術講 太田擴・西田允俊・北演会論文集, pp.437-444.
嶋武彦

1999 鉄道施設の設計標準における地震動強度

1997 3号神戸線月見山地区における入力地震動と構造 第２回阪神・淡路大震災に関する学術講 谷口信彦・足立幸郎・
物被災に関する検討
演会論文集, pp.345-352.
太田晴高
1997 兵庫県南部地震で発生した強震域での加速度応
答スペクトルの推定

第２回阪神・淡路大震災に関する学術講 山下典彦・関口春子
演会論文集, pp.57-64.

1996 震度７の帯内において最大地動を推定することは可能か

阪神・淡路大震災に関する学術講演会 塩見祐二
論文集, 土木学会 , pp.45-52.

1996 兵庫県南部地震で発生した強震域での加速応答ス 京都大学防災研究所年報, Vol.B-2,
ペクトルの推定No.39, pp.1-14.

北勝利・前田知就・山下典彦

1996 バリアブルダンパーによる減衰力の制御

免震制震コロキウム講演論文集,
pp.225-232.

佐藤誠・田中悟

1995 1994年三陸はるか沖地震による被害の概要

京都大学防災研究所都市耐震センター 盛川仁
研究報告, No.9, pp.140-166.

1995 地震動の条件付き実時間予測に関する基礎理論の 京都大学防災研究所年報, No.38B-2,
展開
pp.1-14.

今林浩史

1995 構造物の非線形動特性のロバスト同定法

第４回システム最適化に関するシンポジ 竹井賢二
ウム講演論文集, pp.191-196.

1995 ニューラルネットワークによる模型構造物の地震時応答特性の同定

第３回振動制御コロキウム PART B講演 佐藤誠
論文集, pp.119-126.

1994 ニューラルネットワークによる線形構造系の同定

京都大学防災研究所年報, No.37Ｂ-2,
pp.1-14.

佐藤誠

1993 ATMDによるｒ構造物の複数震動モ−ドの震動制御 第３回システム最適化に関するシンポジ 土岐憲三・望月俊宏・
ウム講演論文集, pp.259-264.
吉川正昭
1993 1990年フィリピン・ルソン地震被害調査報告−カバ 土木学会編，地震調査シリーズ１
ナツアン地位域の被害調査−

東原紘道・小長井一
男

1993 AL法とFEMの結合による不整形地盤の震動解析

清野純史・藤村和也

第７回計算力学シンポジウム, pp.279-

1993 自己学習機能を有する構造同定アルゴリズムの開 第7回計算力学シンポジウム, pp.287発
1993 離散化波数法と有限要素法の結合による不整形地 京都大学防災研究所年報, No.36Ｂ−2, 土岐憲三・清野純史・
盤の震動解析法
pp.1-20.
藤村和也

発表年

論文名

発表誌名

共著者

1993 地震時における大規模ライフライン系のファジィ信
頼性解析

京都大学防災研究所年報, No.36Ｂ−2, 土岐憲三・藤田裕介
pp.21-36.

1993 震動制御効果に及ぼす非制御震動モ−ドの影響

第２回震動制御コロキウ厶PART B講演 土岐憲三・望月俊宏
論文集, pp.135-142.

1992 構造物への地震入力エネルギ−を考慮した震動制 第６回計算力学シンポジウム報文集,
御則
pp.169-180.
1992 構造物への入力地震動を考慮した最適地震動制
御京都大学防災研究所年報, No.35Ｂ-2,
pp.17-27.

土岐憲三・望月俊宏

1992 不整形地盤上の３次元震動解析

計算力学シンポジウム報文集, pp.329- 清野純史・福井基史

1992 ３次元不整形地盤の震動特性について

京都大学防災研究所年報, No.35Ｂ-2, 土岐憲三・清野純史・
pp.1-16.
福井基史
1992 ニュ−ラルネットワ−クを用いた構造物の最適震動 アクティブ制震（振）シンポジウム論文集, 土岐憲三・橋本雅道
制御pp.109-116.
1991 国内外における都市地震災害ー我が国におけるラ 公開講座・都市の防災，京都大学防災
イフラインは大丈夫かー
研究所, pp.73-92.
1991 1990年フィリピン地震の地盤震動強度と構造物の被害

京都大学防災研究所年報, No.34A,
pp.63-80.

東原紘道・小長井一
男

1991 杭基礎−地盤形の動的相互作用モデルの構築

第５回計算力学シンポジウム論文集,
pp.271-276.

土岐憲三・竹内廣高

1991 地盤−構造物系の相互作用を考慮した震動制御

第２回システム最適化に関するシンポジ 土岐憲三・橋本雅道・
ウム講演論文集, pp.15-20.
松島秀典

1991 地盤−構造物系の相互作用を考慮した震動制御

震動制御コロキウムPART.B講演論文集, 土岐憲三・松島秀典
pp.257-263.

1991 地盤−杭基礎系の動的相互作用効果を考慮した
ハイブリッド実験と地震観測事例の比較

京都大学防災研究所年報, No.34Ｂ-2,
pp.15-26.

土岐憲三・清野純史・
N.Kishi G・吉川正昭

1991 歴史地震デ−タと活断層デ−タに基づく近畿地方 京都大学防災研究所年報, No.34Ｂ-2,の地震危険度解析
pp.1-13.

土岐憲三・清野純史・
藤村和也

1990 地震時における斜面崩壊

ロマプリータ地震震害調査報告，土木学 北浦勝会耐震工学委員会報告，土木学会論文集, Vol.Ⅲ-14, No.424, pp.51-57.

1990 動的相互作用を考慮した杭基礎−構造物系の非線形最大応答予測

第４回計算力学シンポジウム報文集,
pp.217-222.

土岐憲三・宮田和1990 ２本杭基礎−地盤全体系の共振曲線と複素剛性

第４回計算力学シンポジウム報文集,
pp.209-216.

土岐憲三・清野純史・
吉川正昭・荒野政信

1990 地盤−杭基礎系の非線形動的相互作用に関する 京都大学防災研究所年報, No.33Ｂ-2,
ハイブリッド実験
pp.13-23.

土岐憲三・清野純史・
Nozar Kishi
Garmroudi・吉川正昭

1990 不整形地盤上の地震動野空間分布特性とそのモデル化

京都大学防災研究所年報, No.33Ｂ-2,
pp.1-11.

土岐憲三・清野純史・
西岡勉・水谷治弘

1990 杭基礎−地盤系の振動数依存性に関する一考察

構造物の基礎と地盤との相互作用に関 土岐憲三・清野純史・するシンポジウム、土質工学会, pp.109- Nozar Kishi
Garmroudi・吉川正
116.

発表年
論文名
1990 杭基礎系の非線形動的相互作用に関するハイブ
リッド実験

発表誌名
共著者
構造物の基礎と地盤との相互作用に関 土岐憲三・清野純史・するシンポジウム、土質工学会, pp.129- Nozar Kishi
Garmroudi・江見晋・
136.

1989 作動遅延時間を考慮した地盤−構造物の最適震
動応答制御

第３回計算力学シンポジウム, pp.373380.

杉山和久

1989 年輪を用いた長期的気候変動特性の抽出

京都大学防災研究所年報, No.32Ｂ-2,
pp.279-289.

八嶋厚・田中琢

1989 カルマンフィルタを用いた多入力系の入力地震動の推定

京都大学防災研究所年報, No.32Ｂ-2,
pp.23-38.

土岐憲三・清野純史・
竹内廣高

1989 地震動に含まれる位相特性のモデル化

京都大学防災研究所年報, No.32Ｂ-2,
pp.1-10.

土岐憲三・森口康弘

1989 杭基礎の非線形復元力に関するハイブリッド実験

京都大学防災研究所年報, No.32Ｂ-2,
pp.11-22.

土岐憲三・清野純史・
Nozar Kishi
Garmroudi・吉川正昭

1989 地盤−構造物系の非線形動的相互作用に関する 第34回土質工学シンポジウム, pp.91ハイブリッド実験システムの開発
98.

土岐憲三信・清野純
史・Nozar Kishi
Garmroudi・江見晋・
吉川正昭

1988 ホモモロフィックフィルタを用いた地震動位相特性の抽出

土岐憲三・石塚憲

京都大学防災研究所年報, No.31Ｂ-2,
pp.39-66.

1988 地盤−構造物系の非線形動的相互作用に関する 京都大学防災研究所年報, No.31Ｂ-2,
ハイブリッド実験法の開発
pp.23-38.

土岐憲三・清野純史・
Nozar Kishi
Garmroudi・吉川正昭

1988 地盤−構造物系の非線形復元力特性の同定

京都大学防災研究所年報, No.31Ｂ-2,
pp.1-21.

土岐憲三・清野純史・
市川和彦

1988 非弾性動的相互作用を考慮した地盤−構造物系の最大応答予測第２回計算力学シンポジウム報文集,
pp.281-286.

土岐憲三・宮田和1988 地盤との動的相互作用を考慮した構造系の時間応 第２回計算力学シンポジウム報文集,
答解析法
pp.287-292.
1987 短周期地震波の位相速度の検出法

京都大学防災研究所年報, No.30Ｂ-2,
pp.1-18.

土岐憲三・清野純史・
西岡勉

1987 等価線形化を用いたＲＣ橋脚の非弾性応答予測

第１回計算力学シンポジウム報文集,
pp.335-340.

土岐憲三・藤岡晃

1987 プレッシャメ−タ−試験による砂の構成定数の同定 第１回計算力学シンポジウム報文集,
pp.221-226.

柴田徹・平井芳雄

1987 木曽櫓の年輪を用いた長期的気候変動特性の抽出

京都大学防災研究所年報, No.30Ｂ-2,
pp.191-202.

八嶋厚・田中琢

1987 自然災害デ−タベ−ス"SAIGAIKS"の検索法

自然災害科学, Vol.6, No.3, pp.23-34. 石原安雄・松村一男

1986 地盤震動と液状化を考慮したライフライン要素の破 第１回地盤工学における数値解析法シ
壊ポテンシャル
ンポジウム論文集, pp.247-254.
1986 カルマンフィルタ−を用いた断層破壊過程の同定

京都大学防災研究所年報, No.29Ｂ-2,
pp.1-16.

土岐憲三・清野純史・
市原和彦

1985 ファジイ理論に基づく斜面崩壊資料の整理と崩壊予測法

京都大学防災研究所年報, No.28Ｂ-2,
pp.63-86.

寺田倫康

発表年

論文名

発表誌名

共著者

1984 統計的手法による模擬地震波の最大加速度と断層 京都大学防災研究所年報, No.28Ｂ−2, 土岐憲三・清野純史・の位置との関係について
pp.1-11.
若林治郎
1984 離散化波数法に基づく不整形地盤の震動特性と同 第１回境界要素法シンポジウム論文集、 土岐憲三・佐藤清隆
定
境界要素法研究会, pp.199-204.
1984 地震動のアレ−観測に基づく不整形地盤の震動特 京都大学防災研究所年報, No.27Ｂ-2,性とその同定pp.1-18.

土岐憲三・佐藤清隆

1982 護岸構造物の振動特性について

京都大学防災研究所年報, No.25Ｂ-2,
pp.67-83.

柴田徹

1980 時系列理論による強震動のシミュレ−ション

京都大学防災研究所年報, No.23Ｂ−2, 土岐憲三・江尻譲嗣
pp.1-12.

1979 時系列理論による強震動特性の推定

京都大学防災研究所年報, No.22Ｂ−2, 土岐憲三
pp.25-36.

1978 井筒基礎の震動特性に関する実験的研究

京都大学防災研究所年報, No.21Ｂ-2, 土岐憲三・三浦房紀
pp.29-40.
1978 自己回帰・移動平均法による構造物の動的パラメ− 京都大学防災研究所年報, No.21Ｂ−2, 土岐憲三・生木泰秀
タの推定pp.57-68.
1978 時系列理論による構造物特性の推定

第５回日本地震工学シンポジウム論文集, pp.1009-1016.

1977 護岸構造物の振害予測に関する考察

京都大学防災研究所年報, No.20Ｂ−2, 柴田徹・辰巳安良
pp.15-32.

1975 有限要素法による擁壁の動的解析

第４回日本地震工学シンポジウム論文集, pp.455-462.

1975 非線形挙動をする表層地盤の震動解析

京都大学防災研究所年報, No.18Ｂ,
pp.349-365.

1974 非線形挙動をする表層地盤兄置ける地震時応力

京都大学防災研究所年報, No.17B,
pp.403-415.

土岐憲三

1973

地盤の非線形挙動を考慮した振動土圧

関東地震50周年記念地震工学シンポジュウム，pp.187-194.

柴田 徹・三浦 克

砂質土の弾性定数に関する一考察

京都大学防災研究所年報, No.16A,
pp.697-710.

柴田 徹

非線形多孔質弾性体の振動性状に関する研究

京都大学防災研究所年報, No.14A,
pp.133-252.

後藤尚男・土岐憲三

突き固め土の強度に関する研究

京都大学工業教員養成所研究報告，第 久保田敬一
3号, pp.21-26.

砂質土のダイレタンシーに関する研究

京都大学工業教員養成所研究報告，第 久保田敬一
２号, pp.28-33.

1973

1971

1966

1965

土岐憲三・

柴田徹・辰巳安良

1964 砂の強さと間隙火の関係に付いて−特に負圧を加 京都大学工業教員養成所研究報告，第 久保田敬一
えて見かけの粘着力を与えた場合−
1号, pp.45-50.

著 書
発表年
書名
2003 新領域 土木工学ハンドブック

発行所
朝倉書店

役割
共著

発表年
論文名
2003 防災学講座2地震災害論

発表誌名
京都大学防災研究所編，三階堂

共著

2002 防災学辞典

日本自然災害学界監修，築地書店

共著 地震災害幹事

2001 防災学ハンドブック

京都大学防災研究所編，朝倉書店

共著

1997 地域防災計画の実務

京都大学防災研究所編，鹿島出版会

共著

1989 動的解析と耐震設計法・動的解析の方法

土木学会編，技法堂出版

共著 編集幹事

共著者

京 都 大 学 防 災 研 究 所 年 報

第48号B 平成1７年4月

Annuals of Disas. Prev. Res. Inst., Kyoto Univ., No. 48 B, 2005

都市基盤施設の地震災害軽減を目指して

佐藤忠信

要

旨

本稿は，昭和49年4月に助手として防災研究所に採用されてから平成17年3月に退職するまでに行ってきた研究の流れをまとめたものである．研究テーマとして取り上げたものは，設計用入力地震動のモデル化，地盤内を伝播する波動の解析，地盤の液状化・流動過程の解析，地盤と構造物基礎の動的相互作用の解析，構造物の振動制御，構造物のヘルスモニタリング，ライフラインの耐震性解析，構造物のライフサイクル
コストの評価法などである．年代順に行なってきたことを概説した後，最近の10年間に行なってきた都市基盤施設の地震災害を軽減するための研究成果をまとめると共に，残された課題の解決法を模索する．
キーワード: 設計地震動，地震動位相，液状化地盤の流動過程，構造同定，ライフ
ライン，地震時信頼性，ライフサイクルコスト，モンテカルロシミュレーション，
ランダム振動解析

1.

はじめに盤内に発生する動的間隙水圧を差分法で解いた後，昭和43年春に故後藤尚男先生（京都大学名誉教授）

こうした物体中を伝播する準線形波動には2種類のPの研究室に所属して，耐震工学の手ほどきを頂いて波と2種類のS波があることを示し，それらの伝播速からもう37年が経過した．地盤を伝わる非線形波動度を物体中に発生するひずみの関数として表現したに関連する研究をやってみたいと思っていたので，(後藤･佐藤，1971)．

幾つかのテーマの中から地盤の液状化の課題を選択

博士課程に進学して，しばらくの間は２相混合体

した．このテーマは，当時京都大学防災研究所耐震の中を伝播する不連続面の伝播問題について解析し基礎部門の助教授をされていた土岐憲三先生（京都た(Toki and Sato，1972)．この問題は固体力学の分

大学名誉教授，立命館大学教授）が出されたもので野ではかなり研究され，研究の価値もそれなりに認あるとのことで，土岐先生とお会いしたのが契機とめられるようになっていたが，非線形地盤震動の問

なって，土岐先生には今日まで公私にわたりひとか

題に直接利用できるようなレベルにはなっていなか

たならぬお世話になった．当時は学園紛争の真最中ったので，博士課程を終了するころには，研究テーで，卒論をまとめるころには京都大学は学園としてマを具体的な問題に変更する必要性を感じるようにの機能を果たさなくなっていたが，実験をするのになった（土岐･佐藤，1976）．このため，２相混合体

はなんの支障もなかった．また，幸いに京都大学のを伝播する波動の問題は，不飽和地盤内の波動伝播

大型計算機センターに富士通のFACOM230-60が導入

解析(Yang and Sato, 1998a, 1998b, 1999, 2000a,

され，近代的な計算機としての体裁を整えた最初の2000b, 2000c, 2000d, 2001, 2002) を行うようにな

本格的な計算機であったので，計算機を使用する時った平成9年ごろまで研究の対象とはならなくなっの煩わしさを知らなくてすむ最初の世代となった．

た．

修士課程に進み，土を水で飽和された非線形多孔博士課程に進学するに際し，地盤震動の問題を研質弾性体と考えて場の方程式を誘導し，地震時に地究するには防災研究所耐震基礎部門の方が研究環境

徹先生（京都大学

研究でケーソン基礎や杭基礎をスウェイーロッキン

名誉教授，福山大学名誉教授）の研究室にお世話にグモデルに置換して，その非線形履歴特性を抽出すなることとなった．柴田先生の周りには土の構成式るための疑似動的実験システムの開発( Toki , Sat oを統一的に表現しようとする地盤工学の俊秀が集ま

and et al , 1990, 1991, 1992) を行った．この過程でっていて，土系ゼミで戦わされていた議論に多いに複素剛性の実数部と虚数部の周波数依存性は独立に刺激を受けた．砂地盤の液状化解析( Sat o, Shi bat aは規定できず，ヒルバート変換の関係で結び付けら

and Kos aka, 1980) や砂の構成式に関する研究( Sat o,

れることがわかった( Sat o et al . 1991) ．

が整っているとのことで，柴田Shi bat a and I t o, 1982) ができたのは，こうした環

平成4年から平成5年の2年間は同じ奥村組の方々境に置いて頂いたおかげである．地盤の液状化･流動と構造物の震動制御に関する共同研究を行い，開発過程に関する研究は継続的な研究課題となっており，済みの閉開制御則（Sat o et al , 1990a, b, 佐藤他，

第4節で最近の研究成果を紹介する．

1991, 1993）の有効性を実験的に検証した( Sat o et

博士課程の単位を習得し昭和49年に防災研究所のal , 1994, 佐藤他, 1995) ．その後，振動制御装置と助手として採用されたのち，博士課程での研究成果しての可変減衰装置を開発（佐藤他1997a, b，2000）

を柴田先生のご指導の下で博士論文としてまとめ，して，開制御の有効性をさらに詳しく調べた．これ

昭和50年9月に博士号を修得した．その後，新しい研らの共同研究は土岐先生をチームリーダーとして推究テーマとし，不整形地盤の震動解析（Toki and Sat o,

進したものであったが，民間と大学の実験施設の格

1977, 1979, 1983, Toki , Sat o and Sat o, 1987）と差が非常に大きくなったことを実感した．そこで，自己回帰移動平均過程を利用したシステム同定の研振動制御の研究から，構造物の損傷検知ならびに健究( Sat o, 1980) を開始した．

全度監視システムのためのソフトとハードの開発に

昭和55年3月からの1年間，亀田弘行先生（京都大学名誉教授）の紹介でカリフォルニア大学バークレ

研究テーマを移し，現在もこの研究を継続している.
この詳細は第4節で解説する．

ー校のKi ur eghi an教授の所で，ライフラインの地震

平成10年ごろから，既存構造物の保守･管理に関連

時信頼性解析の研究グループに参加する機会を得た．

して，都市基盤施設のライフサイクルコスト評価技

それまで，耐震工学における確率論的な研究につい術の開発を行っている．都市基盤施設のライフサイては，ほとんど白紙状態であった私にとって，確率クルコストを求めるためには，構造物のみに着目し論的な研究分野を苦手としなくてすむようになったても①構造物の耐用年数（既存構造物では残存耐用得がたい機会であった．ライフライン系の地震時信年数）の評価法，②イベント遭遇確率の評価法，③

頼性解析（Moght ader i zadeh et al 1981）アルゴリ

イベント遭遇時の損傷復旧コスト評価法，④平常時ズムの開発や遺伝的アルゴリズムを使ったライフラの点検補修コスト評価法などを確立しなければならインの最適復旧戦略の研究（佐藤･一井，1996）など

ない．また都市基盤施設が損傷を受けた時の機能不は，この経験が無ければできなかったものである．

全が社会･経済に及ぼす影響のコストは非常に大きこの研究は，現在進行中の大都市大震災軽減化特別くなるので，ハードの分野の研究だけではなく，都

プロジェクトの中でさらに改良が加えられている．

市施設や構造物の地震時における損傷が社会･経済

このプロジェクトで行っている研究は第5節で紹介

的にどの程度のインパクトを与えるかを議論できる

する．

社会経済学的なアプローチも必要になる．また，地帰国して，地震断層の広がりと破壊過程を考慮し震時の損傷による経済的なロスをカバーするためのた設計用の入力地震動を模擬するための方法論の開地震保険や債券などに関する研究も行う必要がある．

発( Toki , Sat o and Ki yono, 1985, 1988) を行った．

こうした課題のいくつかは現在進行中の研究テーマ

この時に開発したプログラムが1995年兵庫県南部地となっている．これらの最新の成果は第6節で紹介す

震の地盤震動特性の解明に役立った．設計用の入力

る．

地震動を規定するためにはその振幅特性だけでなく以上が，これまで行なってきた研究の概略である

位相特性を明確にしなければならないが，位相特性が取り上げた研究テーマは，設計用入力地震動のモと振幅特性を独立には規定できないことに着目してデル化，地盤内を伝播する波動の解析，地盤の液状位相特性のモデル化の研究を始めたのが昭和58年頃

化･流動過程の解析，地盤と基礎構造物の動的相互作からであり( 辰巳･佐藤，1987) ，現在も進行中の研究

用，構造物の震動制御，構造物のヘルスモニタリン

課題になっている．位相特性のモデル化に関しては，グ，ライフラインの地震時信頼性評価，構造物のラ第2節で紹介する．

イフサイクルコスト評価のための方法論の開発の8

昭和63年から平成3年までの4年間は奥村組と共同

項目に分類される．以下に，現在も継続中である第1番目，3番目，6番目，7番目と8番目の研究課題に付あるとの観点から，地震動強度の推定に活断層の存

いて，得られた成果の概要を紹介する．

在を考慮したシナリオ解析的な方法論を導入する必要性が提起された．しかし，従来の危険度解析に基

２.

設計用入力地震動のモデル化

づく地震動の設定法とどこで整合させるかが課題となった．

1995 年兵庫県南部地震は，ごく普通の中型地震でb) 震源破壊過程の予測法：活断層を考慮して地震あったにもかかわらず，都市直下に発生する内陸型

動を設定するに際して，将来発生する地震の震源破地震による災害の厳しさを示し，電力・ガス・上下

壊過程をどのように設定するべきか．既往の震源破水道などの供給網の機能障害，電話やコンピュータ

壊過程からその統計的な予測が可能であるか否か，に代表される情報機能の混乱など，ライフライン施可能な場合その不確定性がどの程度まで評価できる

設に大きな被害を生じた．特に，交通網の被害は甚のかが課題となった．

大であった．また，埋立地盤では液状化現象が広範

c) 活断層情報の予測モデルへの変換：活断層の情囲に発生し埋設構造物や構造物の基礎に大きな被害報として，位置情報ぐらいしか入手できない場合に，が発生した．この地域では六甲山地から海岸線までその情報を生かして地震動を設定するための方法論の十数キロの間で，露頭岩盤から堆積層の厚さが数を構築できるのか．

百メータとなるような急激な地盤条件の変化があり，[ 2] 耐震設計のための地震動強度の設定

地盤震動の際だった特徴としては，沖積層厚が数メa) 設定するべき地震動のレベル：兵庫県南部地震

ートルから十数メートルの地盤上に南北方向に幅がの際に記録された地震動の加速度応答スペクトルは

約 2Km，東西方向に長さ約 30Kmにわたって震度 7 のその振幅が２G になるものであったが，設計用の地帯が出現したことであった．

震動のレベルとしてどの程度のものを考えればよい

我が国における M7 クラスの内陸型地震は十数年

か．

に一度の割合で発生しているが，兵庫県南部地震はb) 設計地震動強度の保証レベル：活断層の情報が都市直下をおそった地震としては約 60 年前の 1948

十分でない地域では，従来の方法論により設計用の年福井地震以来であった．福井地震の後，我が国で地震動の設定を行なわなければならないが，設計用は高度経済成長とともに都市部は急速に発展をとげの地震動の最低保証レベルとしてどのような地震動

たが，大都市圏において直下の地震を経験することを設定すれば良いか．

はなかった．この間アメリカにおける 1989 年のロマc) 距離減衰式：従来の方法論で地震動強度を設定

プリエタ地震や 1994 年のノースリッジ地震におけする場合には，震源近傍での距離減衰特性の詳細なる被害によって，近代都市における高速道路やライ検討が必要である．また，地震動の継続時間に関す

フライン施設など都市施設の地震に対する脆弱さがる検討も必要である．震源断層からの距離をどのよ指摘されたにもかかわらず，我が国ではそのためのうに定義するべきか．地震動の方向性や断層の破壊対策がまだ十分でなかった状況で兵庫県南部地震が過程を設計用の距離減衰に反映する必要が有るのか発生し，住宅や都市施設などの被害が大きくなった．

どうかなども検討する必要がある．

こうした観点から地震後に各種の都市基盤施設のd) データの供用：わが国における断層近傍の地震

耐震設計基準が改定された．改訂に当たり，設計入動観測記録は少ないので，震源特性の似ている外国

力地震動の設定法として何が課題となったかを，以の記録を有効に活用する必要がある．

下にまとめる．

[ 3] 地震動に対する地盤構造の影響評価
a) 地震動の設定基盤：設計用の入力地震動をどこ

2.1 何が課題として提起されたのか
兵庫県南部地震では，地震断層の位置や破壊過程
が地震被害の特徴と関連付けられて詳細に検討されで定義するか．地表面か，工学的基盤面か，基盤岩
盤上か．工学的基盤面ならどこにそれを設定すればよいか．

た．その過程で，地震動を設定しそれを設計に反映

b) 不整形地盤構造の評価：地盤の浅層構造だけでするために議論された事項を列挙すれば以下のようなく深層構造の不整形性が地盤の増幅特性に大きなである．

影響を与えた．この影響を設計用の地震動にどのよ[ 1] 断層の破壊過程を考慮した地震動の設定法

うに反映するべきか．

a) シナリオ地震による地震動の設定：従来のよう

c) 土の非線形性のモデル化：等価非線形解析に基な再現期間を 100- 200 年とする地震危険度解析では，づく 1 次元解析（SHAKE 等）で不十分な場合もある

兵庫県南部地震のような地震動強度の推定は困難でので，2･3 次元的な有効応力解析を行う必要性が認識され，実用的に簡便な構成式を開発する必要性が提起された．
[ 3] 今後考えなければならないこと

2. 2 地震動の位相特性のモデル化
鉄道橋や道路橋などの土木構造物の耐震設計規定
では，地震動の特性は設計応答スペクトルの形で表a) 地震動の評価指標：地震動の破壊力を表現する

現されていることが多い．しかし，地盤や構造物の指標としてこれまで，最大加速度，速度，変位，応

動的解析を行う場合には，具体的な地震動波形が必

答スペクトル，計測震度，SI値など様々なものが用要となる．その場合には，設計応答スペクトルに準いられているが，最適な指標は何か．

拠した波形が必要となるので，位相スペクトルのモb) 位相のモデル化：フーリエスペクトルや応答ス
ペクトルと言った地震動の振幅特性だけではなく位相特性のモデル化も必要である．

デル化が必要となる．
従来は，振幅特性に重点がおかれ，位相スペクト
ルについてはあまり研究されてこなかった．設計用c) 設計用地震動の設定法の統一化：都市基盤施設の入力地震動の時刻歴波形を作成する方法として，としては道路構造物，鉄道構造物，河川･港湾構造物，

地震動の継続時間を与えて包絡形状を決定し，位相

ガス･上下水道･通信ライフライン施設，ダムなど各ランダムの仮定を用いて波形を合成することが多い．

種の構造物が対象となるが，こうした構造物の設計

また，特定の実地震観測波の位相をそのまま用いるに用いられている地震動の設定法は仕法書，基準，場合もある．ただし，これらの方法では，位相の持指針ごとに異なっているのが現状である．同一設計

つ情報が不明瞭である．

対象地点における地震環境は構造物ごとに異なるわ

こうした観点から，断層破壊過程をインパルス列

けではないので，地震動の設定法の統一化を図る必でモデル化し，基盤から地表面までの伝播の影響は要がある．

その伝達関数の位相が最小位相推移関数で表せるとd) 耐震性能の統一化：構造物の耐震設計に当たっ仮定して，それぞれの群遅延時間（位相の角振動数ては，構造物に要求される耐震性能を構造物の重要に関する一回微分）を定式化した（佐藤･室野･西村，

度に応じて設定できる性能規定型の設計法が一般的

1999)．ただし，直達S波を対象としたモデル化であになりつつあるが，耐震性能を規定する統一的な見ったので，断層近傍の地震に対しては有効であるが，解が無いので，仕法書，基準，指針ごとに，独自の表面波等の後続波の影響がある場合には適用が困難判断が示されているのが現状である．耐震性能を設であった．また，この手法では，考慮する断層情報

定するための統一的な見解を横断的な機関が中心とや地盤条件が必要であった．

なってまとめる必要がある．

そこで，耐震設計に用いる標準的な位相特性（群e) 耐震技術の国際化：わが国は地震の多発国であ

遅延時間）をモデル化することを考え，観測波からり，耐震設計に関する技術水準は世界的に見てもト群遅延時間特性（群遅延時間の平均値と分散を角振

ップレベルにあると考えられるので，欧米諸国の耐動数の関数として表現）を抽出して，その特性をマ

震設計規範との整合性に関しても十分な調整を図る

グニチュードMと震央距離△で表現される回帰式を必要がある．わが国に対する諸外国からの規制緩和提案した（佐藤･室野･西村，2000)．さらに，断層近要求に対処するためにも，わが国の耐震技術を世界

傍の地震動位相のモデル化には，断層破壊開始点の市場に受け入れてもらう戦略が必要で有り，そのた

位置と破壊過程の方向性や断層の広がりなどを考慮

めの受け皿となる機関の設定が急務である．

する必要があるので，こうした影響を考慮できる断f) それでも構造物が破壊に至る可能性は残る：土層パラメータを定義して，地震動の群遅延時間の平木構造物は一般の建物とは異なって公共性の高い構

均値と分散を表現できる回帰式を提案した(Sato et al，造物であることが多いので，要求される耐震性能は2003)．この場合，群遅延時間を模擬するにはその確

一般の建物より高いところに設定されるべきである

率分布特性が必要となる．種々検討の結果，角振動が，当該地点で推定される地震動には各種の不確定

数軸上の離散点の数をNとすれば，各離散点での群遅性が含まれているため，将来発生する地震動の最大

延時間が角振動数軸上で相関を有する次式のような値を必ずしもカバーできているわけではない．した

ガウス分布で表現できることがわかった．

がって，想定以上の地震動が襲来すれば，構造物にp[ j設定された耐震性能ではカバーしきれない損傷が発生することは避けられない．この場合には，震後の復旧過程を迅速にすることによって，地震被害の拡大を最小限に留める方策が必要である．

1
2S

j
2

ここに， [ jS j^

exp  [ j  P j[1 , [ 2 ,  , [ j T

T

S j

Pj

1

[ j P j` (1)P1 , P 2 ,  , P j T[ j ] j 'Z P j P j 'Z S kl S kl 'Z
なお，Δωは角振動数の増分，] j は角振動数 Z j における群遅延時間で位相 I Z を用いて，次式のように現できるので，確率微分方程式による次式の表現が定義される．P j はその平均値であり，S kl 共分散マト

便利である．

リックスである．

]j^c Z t  c Z `dZ  ^V Z t  V Z `dB ( 5)dt gr
wI wZ Z Z

( 2)

gr

1

2

gr

1

Z

2

ここに， c1 , c 2 , V 1 , V 2 は微分方程式の係数であり角振動数の関数として定義され，BZ はウィナー過程であ2
る．この場合，群遅延時間の平均値 P tgr と分散 V tgr
は次式で与えられるので，

j

2. 3 位相スペクトルからの地震動の模擬
地震動の位相特性がモデル化できれば，設計用の応答スペクトルに準拠する地震動を合理的に模擬できることになる．しかし，設計用の応答スペクトルで振幅特性が拘束されることになるので，振幅と位相スペクトルは独立にモデル化されることになる．
振幅と位相を各々独立にモデル化して，非定常な地震波形を合成する方法は本質的な矛盾を抱えている．
それは，因果性を有する時系列のフーリエ変換の実数部と虚数部は独立ではなく，Hi l ber t 変換の関係で結び付けられているためである．したがって，振幅スペクトルをモデル化した場合には，位相スペクト^c Z P  c Z `dZ^V V  2 c  V V P `dZ

dP tgr
dV

tgr

1

2
tge

2
1

2

2
tgr

2

1

( 6)

tgr

2

地震記録から求められる t gr をもとに，確率微分方程式の係数を同定できることになる．式( 5) で定義される確率微分方程式の係数が一定値で与えられるときの，群遅延時間とそれを角振動数で積分して求められる位相スペクトルから求めた非定常時系列の一例
を Fig.1 に示す．
20

20

10step05

ルに何らかの制限が設けられなければならない．こを新たに提案した(佐藤・室野，2001，2004)．後者の論文では，周波数領域で離散化された振幅スペクト

tgr [sec]

幅スペクトルの相関性を考慮できる波形の合成方法

Time [sec]の点を矛盾なく解決するため，位相スペクトルと振1010

ル値 Ak と位相角 I l との間に次式の関係が得られる
ことを示している．
N 2¦ E  A cos I

Al  sin I llkk  N 2 1

k

k

0
-1

(3)

0

0
0.1

1

0.5

Amp.

1

5

10

50

Frequency [Hz]N 2 12 ¦ E lk  Ak cos I k  E l , N 2  AN 2 cos I N 2

c1  0.05, c 2

k 1

E lk



2 N 2 1 § 2Skm · § 2Slm ·¦ cos¨© N ¸¹ sin¨© N ¸¹
N m1

Fig1

(4)

0.25, V 1

0.1, V 2

0 .5

A sample group delay time (right figure)simulatedbyastochastic

differential

0equation and simulated earthquake motion( 時系列信号にDC成分がないことを意味している) と(left figure) from phase spectrum obtained

仮定する．これは， Ak に関する同次形の方程式であby integrating the sample group delay time.

ここに，N は離散点の個数である．ただし， A0

るので A11.0 とすることにより，式( 3) より Ak A1の値が決定できる．
以上のことより，因果性を有する時系列では，フーリエ振幅の相対的な大きさが位相スペクトルから

2. 4 ランダム振動解析への応用
以上に述べてきた地震動のモデル化と矛盾しない形式で，地震動は以下のように表現できる．

決定できることがわかる．振幅が決定できれば位相z tは与えられているので，時系列が再現できることになる． A1

1.0 の仮定があるので，この時系列の振幅の大きさには任意性がある．これは，位相スペク
トルは虚数部と実数部の比で定義されるので，位相スペクトルから取り出せる振幅の情報は相対的なものにならざるを得ないためである．

2. 4 群遅延時間のモデル化
群遅延時間 t gr は相関性を有するガウス過程で表

Nf

Nf

i 1

i 1

¦ zk t¦ a k  cos Zk t  Ik

(7)

ここに， ak は円振動数 Z k における振幅， Ik は位相である．
位相の不確定性は群遅延時間を用いて式 (1)で表現された多次元ガウス分布でモデル化できるので，位相特性の不確定性が構造物の応答特性の及ぼす影響は比較的簡単に評価できる．
１自由度系を例にして具体的な方法を以下に示す．

固有円振動数 Z0 と減衰定数 h が与えられれば運動を用いており，液状化した後の砂の挙動は固体的な方程式は次式のように表現できるので，性質と流体的な性質のそれぞれに着目した解析手法

yk  2hZ0 y k  Z 02 yk

Nf zk

y

¦ yk

z t

i 1

Nf

(8)

¦ zkが提案されているが，両者を融合したものはない．
液状化の過程において，土要素は液状化発生前の固i 1式( 8) に式( 7) を代入したときに得られる解は以下の体的な挙動から，液状化時の流体的な挙動を経て，ように与えられる

再び固体的な挙動を示すようになると考えられる．

~
C k cos Z k t  I k  I k  e  hZ t Ak cos Z~t  Bk sin Z~t

yk

0

 ak

Ck

Z02  Zk2

 4h Z02Zk2~

Ck cos Ik  Ik

Ak~
tan Ik2

Bk

2hZ0ZkZ02  Zk2

Z~

(9)

1  h 2 Z0

Ck ­
hZ0
~
~ ½
®Zk sin Ik  Ik  ~ cos Ik  Ik ¾
Z~ ¯
Z
¿

解の中に現れる位相 Ik が不確定な量であるので，

過程が空間的にも時間的にも不均一に発生すると考えられ，ある時刻においては，固体的な性質を持つ
領域と流体的な性質を持つ領域が混在することにな
る．このような問題に対応するには，固体と流体間の遷移領域を表現できる解析手法を開発する必要が
ある．

k

Ik

また，実際の液状化現象では固体・流体間の相変化

I0  ¦ ] j 'Z

(10)

j 1

そこで，砂地盤の液状化・流動現象を固体・液体の関係式と式 (1) で定義された ] j 'Z の確率分布関間の相変化過程を含んだ現象と考え，液状化時の相数を用いれば，各種の期待値が以下のように計算で変化過程を表現できる構成式として，簡便かつ多次

きる．

元解析にも適用可能な砂の構成式を提案した（佐藤･

>
>
>

~

@

k
k
k
~
E cos Z k t  I k  I k
cos §¨ Z k t  I k  I 0  ¦ P l ·¸ exp §¨  ¦ ¦ S lm ·¸
l 1©
¹© l 1m 1
¹
k
k
k
~
~
E cos I k  I k
cos §¨ I k  I 0  ¦ P l ·¸ exp §¨  ¦ ¦ S lm ·¸
l 1©
¹© l 1m 1
¹
k
k
k
~
~
E sin I k  I k
sin ¨§ I k  I 0  ¦ P l ¸· exp ¨§  ¦ ¦ S lm ¸·
l 1©
¹© l 1m 1¹@@

これを用いて応答の期待値を計算すると次式を得る．
yk

k
k k
~
­
½
Ck ®cos§¨ Zk t  Ik  I0  ¦ Pl ·¸¾ exp§¨  ¦ ¦ Slm ·¸
l 1¹¿© l 1m 1 ¹
¯ ©
k
k
k k
~
~
­
½
 ® Fk t cos§¨ Ik  I0  ¦ Pl ·¸  Dk t sin §¨ Ik  I0  ¦ Pl ·¸¾ exp§¨  ¦ ¦ Slm ·¸
l 1
l 1
©
¹
©
¹¿
© l 1m 1 ¹
¯

Dk t

Z
e  hZ t ~k sin Z~t
0

Z

Fk t

(11)

hZ
§
·
e  hZ t ¨ cos Z~t  ~ 0 sin Z~t ¸Z©
¹

文 ･渦 岡 ， 2002a ） ． こ れ は 繰 返 し 弾 塑 性 構 成 式とNewton 粘性流体構成式を D という相変化制御関数を導入して，組み合わせたものであり，これを流弾塑
性構成式と名付けた．この論文では要素シミュレー
ションを実施し，提案した構成式の基本的挙動を検証し，液状化地盤上の盛土の遠心模型実験のシミュ
レーションを行い，提案した流弾塑性構成式の適用性を明らかにした．さらに，強制傾斜土槽を用いた0振動台実験を対象とし，液状化した後の流動過程の同様な方法を用いれば，応答の分散なども解析的に流動速度と水平変位に着目し，解析を行いモデルの求めることが可能である．

有効性を検証した(佐藤･文･渦岡，2002b)．
液状化した地盤が流動するときには地盤内に発生

３.

地盤の液状化･流動過程の解析

するせん断ひずみが非常に大きくなり，微小ひずみの概念を用いた有限要素解析は適用できなくなるの

地震時の液状化現象は飽和砂地盤が繰返しせん断

で， Arbitrary Lagrangian Eulerian ( ALE) 法を用いた有応力を受けた際に，有効応力の減少に伴いせん断剛限要素法を展開した( Di and Sat o，2004) ．流弾塑性

性が低下し，ついには流体のようにせん断抵抗を失構成式を用い，増分形式で支配方程式を表現した上ってしまう現象である．さらに，液状化層の上面がで ， ２ 相 系 に 対 し ALE法 を 定 式 化 し た ． updat ed

緩やかに傾斜している場合や護岸構造物などの崩壊

Lagr angi an 法で展開されている既存の解析プログにより解放面が生じる場合などには，液状化した砂ラムにALE法をoper at or - s pl i t 形式で導入した．こと水の混相体が流動するので，液状化の発生とともの方法はラグランジェとオイラーステップの２段階に，大きな地盤の水平変位や沈下が生じ，構造物にか ら な っ て い る ． 前 者 で は 普 通 の updat ed

大きな被害を発生させる．液状化に伴う流動現象に

Lagr angi an 法により解析を行い，後者でメッシュのついては，航空写真測量の結果から，その変位量が切り替えとデータの変換を行って，大変形形解析を明らかにされ，ときには 10 m以上の水平変位が発生行うものである．提案する手法の有効性を提体の動することが分かっている．1995 年兵庫県南部地震に的大変形シミュレーションにより検証した．以下においても，岸壁背後地盤の流動に起因する建物や橋

その概要を紹介する．

梁などの基礎の被害が多数報告されている．
液状化・流動現象を解析するための既往の手法は，

3. 1 流弾塑性構成式とその定式化

液状化発生までは固体力学に基づく有効応力解析法[1] 構成式の概念
固体力学に基づく土と水の混合体の全応力と有効

1.0

できる．

0.8

V ij V ijc  pG ij( 12)

ここに， V ij は全応力テンソル， Vijc は有効応力テンソ
ル， p は間隙水圧， Gij はクロネッカーのデルタであAlpha

応力の関係は間隙水圧を用いて，以下のように表現

0.6
0.4
0.2

る．土骨格を弾塑性体と仮定した場合，有効応力は
弾塑性体が負担する応力 V ijep となり，式( 12) は次式

0.0
0.0

0.2

0.4

V ij V ijep  pG ij( 13)

一方，流体力学における粘性流体の全応力は一般に次のように表せる．

ここに，V

0.8

1.0

Fig.2

Phase control function D[ 2] 相変化制御関数 D
これまで行なわれてきた多くの実験から，液状化した土が流体的な挙動を示すのは有効応力がほとん

V ij V ijvf  pG ij
vf
ij

0.6

E.P.W.P.Rのようになる．

( 14)

ど 0 になっている状態のときであり，有効応力が増加すると，その剛性を回復することが分かっている．

は粘性流体が負担する粘性抵抗応力である．
式( 13) と式( 14) を比較すると，全応力から水圧をそこで，相変化制御関数 D として次式に示す関数を導入した．
D 1.0 + tanh a u 1  V mc / V mc 0 - b(18)

差引いた成分が，式( 13) では土骨格の有効応力テン

c は平均有効応力， V mc 0 は初期平均有効ここに， V m

ソルに，式( 14) では粘性抵抗応力に相当しているこ

応 力， a, b は パ ラ メ ータ で あ る ． なお ， こ こ ではとがわかる．この関係を利用して，液状化過程にお1  V mc / V mc 0 を過剰間隙水圧比（EPWPR）とよぶ．

ける固体・液体間の相変化をスムーズに表現できる

この相変化制御関数を示したのが Fig.2 である．液モデルを構築した．すなわち，地盤が固体として振状化が発生している状態では D を 1.0 に近い値とし，舞う過程では土・水の二相混合体の有効応力に相当

過剰間隙水圧比の減少とともに，急激に 0 になるよする弾塑性体の応力 V ijep を用いる．一方，地盤が液体

うにパラメータをそれぞれ a=31.0，b=30.7 とした場として振舞う過程では土・水の一相混合体の粘性抵合が示されている．これは，砂が流体的な挙動を示抗に相当する粘性流体の応力 V ijvf を用いる．そして，すのは平均有効応力が 0 に近い状態に限られること

固体・液体間の遷移過程の応力については，固体のをモデル化したものである．

有効応力 V ijep と液体の粘性応力 V ijvf のそれぞれが分担提案した流弾塑性構成式を用いることによって，の和で表すこととした．固液状化過程は次のように表現される．初期状態から体・液体の応力分担率は，後に示す過剰間隙水圧比

液状化発生までの過程では， D が 0. 0 であるため，に依存した相変化制御関数 D によって決定する．以

固体力学に基づいた砂の繰返し弾塑性構成式が用い

上より，以下のような流弾塑性構成式を提案した．

られる．液状化が発生すると，D が 0. 0〜1. 0 の値をすると仮定し，V ijepとV ijvf

V ij (1  D ) V ijep  D V ijvf  pG ij
弾塑性体の応力 V

ep
ij

( 15)

は，弾塑性理論に基づいた砂の

ep
Dijkl
dH kl

成式を組み合わせた構成式が用いられる．その後，過剰間隙水圧の消散などに起因して平均有効応力が回復する過程においては，再び D が 0. 0 に戻り，繰

繰返し弾塑性構成式を用いて，次式で与えた．
dV ijepとるため，繰返し弾塑性構成式と Newt on 粘性流体構

( 16)

ep
は有効応力増分〜ひずみ増分の関係をここに， Dijkl

返し弾塑性構成式で媒質の挙動が表現される

3. 2 数値解析例

表す弾塑性係数テンソル， d H kl はひずみ増分テンソ

提案した流弾塑性構成式を用いて，要素実験や液ep
ルである．なお，ここでは Dijklの非線形性を考慮し状化地盤上の盛土を想定した動的遠心模型実験を対て，増分形で記述している．粘性流体の応力 V

vf
ij

の評

構成式の有用性を検討した．その結果微小ひずみの価には等方の Newt on 粘性構成式

V ijvf

vf
Dijkl
Hkl

2P cHij  O cHkkG ij

(17)

vf
ijkl

を用いる．ここに， D は粘性係数テンソル， Hkl はひずみ速度テンソル， P c はせん断粘性係数， O c は体積変化に関係する粘性係数である．

象として，シミュレーションを実施して，提案する過程が成立する範囲では，液状化過程のみならずその後の流動過程の現象をうまく捉えることができ，実験結果をうまく説明できることが明らかになった．
大変形解析を行うときには，updated Lagrangian 法を用いることが多いが，変形が大きくなると要素のHorizontal displacement (m)

ゆがみが大きくなり解析が不安定になることが分かっている．それを克服するために ALE 法の中のオペ
レータスプリ ット法（各積 分時間ステッ プごとに

updated Lagragian法で応答値を計算した後，節点数を保持したまま，メッシュの配置と大きさの調整を行う方法）を用いた計算例を Fig.3に示す（ Di and Sato,

0
-4
-8
-12
-16
0

10

20

30

20

30

Time (s)Vertical displacement (m)2003）． (a)は解析対象とした提体のモデルであり，全体が水で飽和されており液状化しやすい状態にあるものと仮定して，構成式のパラメータを与えた上で，提体の液状化･流動過程を解析した．(b)はupdated

Lagrangian法のみで解析した結果であるが，計算開始
後 5.1 秒のところで矢印で示した要素のゆがみが大

2
0
-2
-4
-6
-8
0

10

きくなった結果，計算が不安定になり，解析の継続

Time (s)Fig.4

が困難になった．(c)は ALE法を用いたときの 5.1秒でTime history of horizontal and verticaldisplacements at the crest Pのメッシュの配置形状であり，ゆがみの大きいメッシュは発生していないことが分かる． (d)は地震動入力が終了し，地盤内に発生していた過剰間隙水圧が４.

構造物のヘルスモニタリング

減少し，流動現象が停止したときのメッシュの配置を示したものである．このときの提頂 P点の水平と鉛直変位の時刻歴を示したのがFig.4である．

近年の地震では，古い設計基準で設計された既存の構造物に被害が集中することが多く，地震直後に以上の計算例に示したように， ALE 法を用いるこ

個々の構造物被害の詳細を把握することは困難なことにより，メッシュのゆがみが大きくなることによとが多い．地震直後における 2 次被害を軽減するたる数値計算の不安定性を避ける事が可能になるが，めには，外観検査では安全と考えられるような構造解析アルゴリズムの構成はかなり煩雑になる．現在，物の中から危険度の高い構造物を短時間で検出する

メッシュレス法を用いることにより，解析アルゴリことが必要不可欠になる．したがって，構造物の動ズムの単純化を図る努力をしている（佐藤･松丸，

特性を実時間でモニターできる低廉で扱いやすいシ2005）．

ステムがあれば，地震直後に目視だけでは判別しに
20m

P
E

くい既存の建物の健全度を迅速に評価することが可能である．また，都市社会資本が充実するに伴って適切な時期に既存都市施設の補強を行って都市の耐震性を向上する必要があるが，このためには継続的(a) Finite element model of embankmentに都市建物群や土木施設の耐震健全度を遠隔操作によりモニターできるシステムの構築が必要である．
また，地震や風などの外的要因によって構造物系の使用が困難となるような損傷が発生した土木建築構
造物に対しては，損傷の大きさと対象構造物の余寿命を考え，適切な対策を行うことが必要となる．こ(b) Deformed mesh using updated Lagrangian method at 5.1sのためにも，構造物の余寿命を継続的にモニタリン
グする構造ヘルスモニタリングシステムが確立されなければならない．こうした観点から，構造物の動特性を実時間で同定するための研究を実施した．
以下では，まず，開発した構造同定アルゴリズム(c) Deformed mesh using ALE method at 5.1sの概要を紹介した後，最近開発した構造同定アルゴ
リズムを内蔵した可搬型構造同定システムとそのために必要であったワイヤレスデータ転送システムに付いて述べる．

(d) Final deformation of embankment using ALE method
Fig.3

Comparison of mesh configurations(updated-Lagrangian and ALE methods)

4. 1 構造同定アルゴリズムの開発
構造物の動特性を同定するためのアルゴリズムは，

周波数領域と時間領域のデータを利用するものに大造同定システムを構築した．構造同定手法は For t r an

別することができる．周波数領域における構造同定でプログラムし，それを MATLAB に組み込んでいる．

の歴史は古く，構造物の動特性を強制振動実験や微構造系のモデルはせん断質点系とし，線形モデル及動の計測から推定するために広く利用されてきたが，

び非線形モデルが適用可能である．非線形モデルに

これは，計測データを一括処理する方法論であり，おける復元力特性としては，Bouc と Wen らが提唱しかつ線形問題にしか適用できなかった．一方，構造た Ver s at i l e 型モデルとバイリニアモデルが選択で物の振動制御技術が実用化されるようになって，実きる．構造系が以上の非線形復元力に当てはまらな

時間で構造物の非線系動特性を把握するためのアルい場合には，時刻ごとに構造パラメタを可変とする

ゴリズムが必要となったこと，また，強震時に構造ことにより，任意の非線形復元力特性が再現できる物がどの程度の損傷を受けたかを地震直後に把握す機能を持たしている．以下，簡単にアプリケーショ

ることが 2 次災害を防ぐための重要な課題となってンについて説明する．

きたことなどから，構造物の振動計測結果に基づい[ 1] モデルの設定て時刻歴上で時々刻々と構造物の動特性を同定できワイヤレスデータ送受信システムのホスト PC にるオンライン同定手法が必要とされるようになった．

組み込んだアプリケーションプログラムを立ち上げ

オンライン同定では観測データの逐次処理が必要

ると，Fi g. 5 に示すようなウインドウが表示される．

になるので，予測誤差法，カルマンフィルタ， H f フ

左列には設定項目が並べられており，クリックする

ィルタ等を利用したシステム同定アルゴリズムを開発した（歴史的な背景に付いては佐藤･吉田，2004a，2005 を参照）．これらの研究では，非線形構造系の線形同定法も主要な研究テーマとして取り上げられた（佐藤･菊川，1998；佐藤・梶，2000）．また，構ことでその項目に関する設定内容が表示される．ここでは，構造同定手法，構造系のシステム，自由度，各層の質量，観測値のタイムステップ及び得られる
観測値の種類を設定する．質量は「r ef er ence」のボ造動特性の非定常な変化に追従するアルゴリズムのタンをクリックしてファイルを選ぶことで読み込ま開発も精力的に行った（佐藤･竹井，1997,1998；Satoれる．Fi g. 5 に示すように設定を行い，左列にあるand Qi, 1998）．しかし，こうしたアルゴリズムでは「i ni t i al 」をクリックすることで次の初期値の設定

初期値の不確定性，システムの不確定性ならびに観へ進む．Fi g. 5 では１自由度系のモデルを対象とし測ノイズの確率分布特性をガウス型と仮定して理論て，of f l i ne 同定で拡張カルマンフィルタを用いて，体系が構築されているので，一般性のある議論を行

線形系の構造パラメータ同定をする設定になっていうためには，ガウス型以外の確率分布特性を取り扱る．

える理論体系の必要性が指摘されてきた．こうした[ 2] 初期値の設定

問題点を克服するために，モンテカルロフィルタを利用した，構造システム同定のアルゴリズムの開発を試みた（佐藤･梶，2001；吉田･佐藤，2004b）．これらの研究成果のうち，過去の観測記録の影響を忘却できる適応型カルマンフィルタ，適応型 H f フィ
ルタと適応型モンテカルロフィルタの構成は佐藤･吉田( 2004a) に詳しく解説されている．

ここでは，観測誤差共分散，初期推定誤差共分散，初期状態量及び忘却係数を設定する．忘却係数とは，構造系のパラメータが時変の場合，過去の観測デー
タの同定結果に及ぼす影響を小さくするための係数である．これらの値は，データファイルから読み込
む．初期値の設定が終了したら，左列にある

現在は Support Vector Machine（SVM）を利用した，構造同定 アルゴリズ ム の開発を行 な っている
（Zhang and Sato, 2005 ; Tang and Sato 2005）．
SVM はパターン認識のための手法として開発されたアルゴリズムであり，学習信号に含まれるノイズに対する頑健性に特徴がある．この手法を用いて，構造動特性を直接推定しようとする方法である，

4. 2 可搬型構造同定システムの開発
開発してきた構造同定手法を取りまとめ，アプリ
ケーションプログラムを作成した．後で紹介するワ
イヤレスデータ送受信システムのホスト PC にこの
アプリケーションプログラムを組み込み，可搬型構

Fig.5

Interactive application program

「obs er vat i on」をクリックすることで次の観測値の読み込みへ進む．
[ 3] 観測値の読み込み
ファイルを指定し観測データを読み込む．観測データを微積分する前にローパス，バンドパス，ハイ
パスフィルタを適用できる，But t er wor t h，Chebys hev
型デジタルフィルタを選択できる．フィルタは観測値及びそれを処理して得られたもの全てに掛けることができる．
本アプリケーションでは，観測データを微積分して構造同定手法に用いる相対速度と相対変位を求める．以下に観測データ毎に行われるデータ処理を説

Fig.6

明する．
・

絶対加速度：Newmar kのβ法を用いて，相対変位と相対速度を得る．

・

絶対速度：3次スプライン補間を用いて微積分を行い，地盤加速度と相対変位を得る．

・ 層間変位：3次スプライン補間を用いて1次微分を求め，相対速度とする．この場合は地盤加速度が別に必要となる．
左列の「i dent i f i cat i on」をクリックし次の構造同定に進む．
[ 4] 構造同定

Five story building model

4. 3 振動台実験結果を用いた構造同定
Fig. 6に示す 5層フレーム構造モデルを用いて振動台試験を行った．柱として各層間の隅に積層ゴムを設置したが，構造物の動特性に非線形性を持たせるために， 1 及び 3層に鉛入り積層ゴムを設置した．構造モデルの表と裏に点対称に加速度計及びレーザ変位計を各層に設置し，500Hzでデータを取得した．振動台への入力加速度は，El Centro地震加速度記録（ NS成分）を最大加速度 350galに調整したものを用いた．
各層の復元力 特性をバイリ ニアモデル及 び時変のここでは，観測データの処理及び構造同定を行う．

Versatile型モデルと仮定して， 5層フレーム構造の動

構造同定手法及び観測値のタイプが表記されている特性の同定を試みた．まず，バイリニアモデルと仮ので，確認を し， 変 更 する 必要 が な けれ ば「 dat a

定した場合について述べる．同定手法としては中央

pr oces s i ng and i dent i f i cat i on」のボタンをクリッ

差分フィルタを用いた． 同定結果の検証を行うためクすると観測データの処理及び構造同定が開始されに，同定結果から動的パラメタを設定し同じ入力をる．同定が終了したら次の同定結果のグラフ化に進用いて，相対変位及び履歴曲線の再現を行い，観測

む．

値との比較を行う．動的パラメータは同定時刻歴の[ 5] 同定結果のグラフ化最終値とした．履歴曲線は構造システムをせん断系

左列の「t i me hi s t or y」をクリックすると動的結と仮定し，各質点の絶対加速度，層間変位及び 5層フ果を図化するためのウインドウが開かれる．同定時

レームの各質点の質量を用いて求めた． Fig.7に第１刻歴を見たい質点及びそのパラメータを設定し，層の履歴曲線の比較を示す．実線は再現を，点線は「pl ot 」をクリックすると同定時刻歴がグラフ化さ観測値から求めたものを示す．

れる．
[ 6] 再現の実行とグラフ化
左列の「r e- s i mul at i on」をクリックすることにより，再現応答と観測値の比較を図示するウインドウが開かれる．「cal cul at e」をクリックすることで，同定結果を用いた構造系の再現応答が計算される．
[ 5] と同様に再現応答を見たい質点及びその応答を設定し，「compar e」をクリックすると観測値と再現応答の比較がグラフ化される．ここで，再現に用いられる構造系の動的パラメータは同定時刻歴の最終値としている．

Fig.7

Assuming bi-linear hysteretic characteristicHost-Computer

Wireless Transmission Sensor

Fig.9
Fig.8

Wire less data acquisition system

Assuming Versatil hysteresis model
グデータを1kHz でサンプリングし，デジタルに変換

次に各層の復元力特性を時変の Versatile 型モデルと仮定した場合について述べる． Ver s at i l e型モデ
ルのパラメタの内，累乗パラメタは１とし，その他を時変とした．その時に最適なパラメタを同定するために忘却係数を0. 98とした．同定手法としては，先程と同様に中央差分フィルタを用いた．復元力の非線形特性をみるために，同定時刻歴から求めた変して，10サンプル毎にデータ送信を行う．データのワイヤレス化は日本無線（株）社製のI EEE802. 11b ユ
ニットであるJ RL- 600 およびJ RL- 610 を用いた．
J RL- 600 をセンサステーション側の無線ユニットとして，J RL- 610 を収録ホスト側の無線ユニットとして使用した．
J RL- 600 有線インターフェイスとして，イーサネ
ットを採用しており，ワイヤレスセンサステーショ

位及び履歴曲線の再現応答と観測値との比較を Fig.8

ンとは，10Bas e- T で接続する．一方J RL- 610 は有線に示す．Fi g. 7と8 を比較するとVer s at i l e型復元力

インターフェイスが100Bas e- TX に対応しており，収特性を仮定し，構成パラメタを時変とした履歴曲線

録ホストとは100Bas e- TX で接続した．

は実験値と再現値が良く一致しているが，バイリニ

ここで設計，実装したセンサステーションはA/ D

ア型の復元力特性を仮定した場合には，実験に用いコンバータ，FI FO メモリ，イーサネットコントロー

た鉛入り積層ゴムの特性を十分に表現できていない

ラチップ，CPU，1MHz 水晶発信器などから構成されことが分かる．

ている．センサは物理量を電圧値としてステーショ
ンに入力するが，それをサンプリングし，デジタル

4. 4 ワイヤレスデータ転送システムの開発化を行うのはA/ D コンバータである．このA/ D コン

大型構造物へモニタリングシステムを導入する場

バータのサンプリング間隔を規定するのが水晶発信

合，ワイヤ敷設に費やすコストが障壁となっていた．

器であり，A/ D コンバータへは水晶発信器の同期のそこで，ワイヤ敷設コストを削減するため，TCP/ I P

1000倍，すなわち1kHz クロックが入力される．ユニと無線通信を用いたワイヤレスセンサネットワーク

ットが送信可能状態になってから，クロックに従っシステムを提案し，その理論解析，プロトタイプ製てCPUに割り込みが入ると，CPU はFI FO メモリに存

作，評価試験を行った（長瀬・三田・矢向・佐藤, 2003）．

在しているセンサデータをイーサネットのデータとこうした検討の結果，目標として設定した性能を満して送信すべく，イーサネットコントローラに送信

足するシステムを開発することが出来た，このシス処理を行わせる．本センサステーションは，各ユニテムを用いれば，ワイヤ敷設コストと，敷設に要す

ットに差動8ch のセンサ入力が可能となっている．

る時間を大幅に削減することが可能で，かつリアル

イーサネットコントローラで作られたパケットは無タイムな損傷検知に必要とされる高い同期性能を確線ユニットに受信され，無線化されてデータ収集ホ

保できる．

ストへ送信される．パケットは，この無線ユニット

開発に当たっては，ワイヤレスセンサネットワー

で受信されるとイーサネットパケットとして，デークの理論解析を行い，その実現可能性を確認した．

タ収集ホストへイーサネットインターフェイスカー

そこで，設定したセンサの分解能，センサステーシ

ドを通して送信される．

ョンあたりのセンサ数，センサのサンプリングタイ

本ワイヤレスセンサネットワークの特徴は，コン

ムと送信時間周期を用いて，センサステーションを

ピュータネットワークとして最も普及してコストが設計し，実装した．センサステーションの外観を Fig.9

安いイーサネット機器，また市販の無線LAN 機器をに示す．センサステーションはセンサからのアナロ用いている点である．このため，PC との接続が容易であり，センサステーション部のみの製作でワイヤ規定する領域を地震断層上で表現できる影響域の概レスセンサネットワークの構築が可能というメリッ念を提唱し，損傷したライフラインネットワークのトがある．

場合分けの計算量を2n のオーダからn2 のオーダに削

なお，センサ間の時刻同期を確保するために，本減できるアルゴリズムを開発した（Sat o, 1984；佐センサネットワークでは，データ取得作業前にデー

藤・土岐･濱田，1991）．以下では，大都市大震災軽タ収録ホストから各センサユニットへ同期用ブロー

減化プロジェクトの中で，開発したアルゴリズムをドキャストパケットを送信している．各センサユニ

適用して大規模ガス管網の地震時信頼性解析を実施

ットは時刻同期用のブロードキャスト信号を受信し，した例を紹介する．

その時刻を 0 としてセンサ内部のタイムカウンタを開始させる．それ以降の計測のタイミングはセンサ
ステーション内部の水晶発信器に従う．従って，水晶発信器の固体間誤差を無視すると，センサステー
ション間での同期精度を測定するためには，ブロードキャスト信号がセンサユニットへ到着する時刻の時間差を取ればよい．

５．ライフラインの地震時信頼性評価
上下水道，電力，ガス，電話，道路等のライフラ
イン施設は市民生活や産業活動を支える重要なものである．ライフラインシステムは多くの構造物の集合体であり，この耐震性を論じるためには，個々の構造物の安全性だけでなく，システム全体としての機能の安全性を評価する必要がある．つまり，ライ
フライン網は節点であるノードとそれを結ぶリンクからなるネットワークとしてモデル化されるので，いくつかの要素が破壊してもシステム全体としての機能は保つことができる場合もあり，逆に，１つの要素が破壊したためにシステム全体が機能を果たせなくなってしまう場合もある．こうした点が，橋や建物といった独立の構造物の安全性を考える場合と異なっている．
ネットワークの破壊確率は条件付確率となるので，各要素について破壊するかしないかの２つの状態だ
けを考えても，要素の数を n とすると，システムの損傷状態としては 2n 個の組合せを考えなければならない．したがって，n が 20 のときに，損傷状態の組
み合わせを全て数え上げるのに１秒しかかからない
アルゴリズムがあったとしても，n が 60 の場合は約366 世紀の計算時間が必要となる．すなわち，ライ
フラインの信頼性解析には常に NP- har d 問題が顕在することになる．したがって，従来の手法を用いてライフラインの信頼性解析を行う場合，ライフライ
ンの構成要素数 n が多くなると計算不可能となり，
簡単なネットワークにモデル化するか，モンテカル
ロシュミレーションによって近似解を求めるしか方法がなかった．
そこで，ライフラインの構成要素の破壊非破壊を

5. 1 ネットワークの地震時信頼性解析法
本研究で取り扱うネットワークは節点であるノードとそれを結ぶリンクとから構成される．ノードな
らびにリンクを構成する要素の破壊レベル支配する
変量を Yとすれば，Yは断層からの最短距離 r ，地震のマグニチュード M，地盤や要素の特性を支配する
バラメータ Ck の関数として，次式のような減衰則で与えることが可能である．
Y=F( r ，M，Ck)( k=1，2，3

…)

( 19)
＊

いま，要素の破壊に対する許容レベルとして Y が与えられれば式( 19) から逆に要素が破壊に到る臨界の距離 r ＊が得られる．
ｒ ＊ =F- 1 ( Y＊ ，M，Ck)( k=1，2，3…)( 20)

この距離を限界震源域距離，これを半径とする球を影響圏として定義する．ノードの影響圏は球となる．
また，リンクのそれは一方の端から他方の端へ限界
震源域距離が線形に変化する無数の点からなると考えて理想化すると，リンクの影響圏は両端での限界
震源域距離 r1 と r2 により定義できる．
地震発生機構の不確定性を考慮するための領域を想定し，この領域内で地震断層がある確率をもって発生すると考える．これを潜在的断層発生域と名付ける．簡単のために，地震断層は長方形で近似できるものとし，各辺は潜在的断層発生域の各辺と平行であるものとし，潜在的断層発生域に対して回転した形状は考慮しないものとする．断層と影響圏が交わる領域内ではライフラインの構成要素が破壊した状態になるが，こうした領域を定量的に評価するた
めには，断層の発生位置をその中心で表現し，その拡がりを無視できるような座標系を利用すると解析が簡単になる． Fig.10 は，断層の中心に着目した系への座標変換を表している．ここでは，ノードの影
響圏が潜在的断層発生域と交わったときを考えている．この場合，破線で示すような円で表現される交面ができる．
断層の一端がこの交面と接するときの断層中心の軌跡が実線で示されているが，以後これを影響域と呼ぶ．これは，破線で示した円をその中心で 4 象限に分割し，それぞれに対象とする断層の長さと幅の

1/2 を加え，直線でつないだものである．リンクの影

信頼度基準は満たされている．領域③，⑥，⑦もリ

響域も同様にして構成される．なお，潜在的断層発

ンク 2 を通って，領域④ではリンク 1，3，4 を通っ生域は，両端をそれぞれ対象とする断層の長さと幅て，リンク 1 からノード 4 へ到達できる．ところが，に関して 1/2 ずつ狭めたものとなる．

領域⑤および⑨ではリンク 1，リンク 2 ともに破壊しているので，信頼度基準は満たされない．領域⑧修正した潜在的断層発生域
W/ 2③，④，⑥，⑦の 6 つの領域内に地震断層が発生し

L/ 2

L
W

×

W

地震断層

た場合にはネットワークシステム全体として信頼度

地震断層の中心

基準を満たしている．したがって，この 6 つの領域

元の影響域の面積の和を潜在的断層発生域の面積で除して，こ修正した影響域の場合のネットワークの信頼度が計算できることにLなる．このように，ネットワークの損傷状態の場合
分けをベン図で表現できると，場合分けに要する計元の潜在的断層発生域

Fig.10

もノード 4 へは到達できない．結局，領域①，②，

Active fault zone and influence region

算時間を構成要素数の 2 乗にしか比例しないアルゴ
リズムを構築できることになる．

4
リ
ン
ク
2

リン
ク4

2

1

1
リンク

Fig.11

5. 2 ガス管網の地震時信頼性解析
ガスは製造所で生成後，高圧導管，中圧 A 導管，

3

リンク3

中圧 B 導管，低圧導管を通り消費者のもとへ輸送さ

Sample network

れる． Fig.13 は，大阪市内のガス導管ネットワークのうち，中圧 A ガス導管および中圧 B ガス導管からなる部分を示したものである．ここでは，このネッ

潜在的断層発生域
リ

リ

ン

影
2の
ク

響

8

域

4

9

3

5
リン

ク1

6

ン

ク

4の

トワークを解析対象とした．なお，ガス製造所およ影

響域

び高圧導管は，高度な耐震設計が導入されているの

7

響域
の影

ノード3の影響域

で，地震が発生しても破壊しないものと仮定した．

2

なお，影響圏の計算には各地点の地盤条件が必要と1なる．ここでは，約 5500 地点のボーリングデータをもとに，各ノードに最も近い地点のデータを用いた．

Fig.12

Subdivision of active fault zone into small
regions by combination of influence regions

Fig.11 のネットワークを例にとって，開発した地
震時信頼性解析手法を簡単に説明する．ここでは,信頼度基準をノード 1 からノード 4 まで到達できることとする．このネットワークの各要素の影響圏と潜在的断層発生域の交面すなわち影響域が Fig.12 のように与えられるとする．この影響域は Fig.10 で述
べた座標変換を終えたものが示されている．

Fig.12 ではリンク１，2，4 ならびにノード２の影
響圏のみが潜在的断層と交わって，影響域を構成している状態が示されている．図から明らかなように，影響域の交わりは潜在的断層発生域を 9 個の領域に分けている．
いま領域①を考えると，その内に地震断層が発生する場合には，全てに要素が健在なのでノード 1 からノード 4 へ到達でき，信頼度基準は満たされている．領域②の場合，ノード 3 およびリンク 4 が破壊するがリンク 2 を通ってノード 4 へ到達できるので，

Fig.13

Gas network and active fault system

想定する地震は上町断層系に発生するものとする．

点への連結性に着目して解析を行った．なお，特定

これは大阪の市街地を南北に縦断する，全長 40km

需要点として Fig.14 におけるノード１，ノード 9847

以上に達する断層系である．仮に全断層系が破壊しおよびノード 14723 を取り上げた．

た場合，その地震規模はモーメントマグニチュード

Fig.16 に許容ひずみを 3％と仮定した場合の解析結

7.0 相当になるとされている．一方，解析対象のガス果を示す．ノード１，ノード 9847 への連結確率はモ

導管ネットワークは上町断層系のほぼ真上に位置しーメントマグニチュードが 6.5 前後で低くなるが，ている．そこで，ここでは上町断層系の活動によるノード 14723 への連結確率はモーメントマグニチュ

地震を想定した．潜在的断層発生域の位置を Fig. 10

ードが 6.5 前後でも比較的高いことがわかる．これに示す．この断層発生域にマグニチュード 5 以上のは，ノード 14723 の位置が潜在的断層発生域から離地震が一様な確率で発生すると仮定し，ネットワー

れているためである．

クの地震時信頼性を計算した． Fig.14 は，モデル化された中圧Ａ･Ｂガス導管ネットワークの詳細であり，19929 個のノードと 20153 個のリンクから成る．
なお，高圧ガス導管との節点（10 個）を供給点，低圧ガス導管との節点（362 個）を需要点と考えた．

Fig.15Result of seismic reliability analyses(Connectivity for all sinks from all sources)

Fig.16

Result of Seismic reliability analyses(Connectivity to the node 1 from all sources)

5. 3 ガス管網の補強順序の決定
Fig.14

Detail of modeled gas network

開発した影響圏の概念を用いた大規模ライフライン
ネットワーク地震時信頼性解析プログラムでは，ネ

Fig.15 にガス管の許容ひずみをそれぞれ 3%，4%，

ットワーク構成要素の地震時における条件付破壊確5%と仮定した場合の，解析結果を示す．なお，信頼率を潜在断層 発生域と構成 要素の影響圏 との交面性の評価基準は，いずれかの供給点から全ての需要（影響域）の面積で計算するので，それらのデータ点に到達できることとした．許容ひずみが大きくなを保存することにより，構成要素の強度が変化した

るにつれて，信頼性が高くなる傾向が見られる．しときの影響域の変化を効率よく計算できるアルゴリ

かし，いずれの場合もモーメントマグニチュードがズムを開発した．この結果，一度地震時信頼性解析

6.5 前後になると信頼性が低くなることが分かる．上を実施したネットワークでは，信頼性解析に必要とのケースでは，信頼性評価基準を全ての需要点へのした時間の数倍で，各構成要素のネットワークの中連結性とした．しかし，需要点がネットワーク全体での重要度が評価できるので，「重要度の大きい順に広く分布しており，この信頼性基準を満足するこに構成要素の補強を行う」と言う補強戦略を策定すとは相当に厳しいと考えられる．そこで，特定需要ることが可能になった．

Table 1(1)Upgrading priority of element number(The case of strengthening ratio of 50%)
Connectivity to all sinks from all sources

点から耐震補強を行う財政的な根拠を明確にできる．
しかし，複数の既存都市基盤施設に対し LCC のみを算定し， LCC の低減される対象構造物全てに対し，

Step

1th

2th

3th

同時に耐震補強を行うことは現実的でなく，何らか

1

18550

---

---

の順位付けを行う必要がある．そこで供用期間や重

2

14262

---

---

要度の異なる都市基盤施設に対し効果的に耐震補強

3

18146

18671

18774

を行うために，「 LCC 低減額」という指標を定義し，

4

14330

18671

18774

5

8977

18671

18774

(2)

それに基づいて構造物群の耐震補強の必要程度を相対的に評価する方法を提案した（佐藤･増本･吉田･
金治，2004）．これは，耐震補強を行わない場合のLCC と補強を行った場合の LCC の差に注目し，このConnectivity to node 1 froum all sources

差が大きいものほど耐震補強による効果が大きいも

Step

1th

2th

3th

1

1124

1150

1756

2

1150

1756

1822

LCC の計算には，構造物の地震時リスクを精度良

3

918

1822

---

く評価する必要があるので，構造物の地震時損傷確

4

1822

---

率の効率的な計算法を開発する研究を行っている．

5

1639

---

損傷確率の算定には限界状態関数を近似化した上で2045のとして，複数の構造物の耐震補強優先順位を策定したものである．

理 論 解 を 求 め る FOSM (first-order and second
具体例として，Fig.14に示したネットワークに付いmoment method) 的なアプローチがあり，広く使わて，構成要素の補強順序を決定した結果がTabl e1にれてきたが，非線形性が強い場合や非ガウス分布の示されている．信頼性向上計画の１ステップでは強問題では精度や安定性に問題がある．数値積分によ度向上できる要素は重要度の一番大きな構成要素とる方法もあるが，次元が高くなると計算量が膨大にし，同じ重要度を持つ構成要素が複数ある場合には，

なり２，３次元程度の低次元の問題にしか適用する

それを同時に補強することとした．ステップごとにことができないという，次元の呪いとして知られる

複数の構成要素が現れるのはこのためである．各ス

難点がある．

テップの補強が完了すると，ネットワークの損傷状態は変化するので，ここで開発した方法論は補強した結果を記憶した上で，次のステップでの重要度を計算するアルゴリズムとなっている． Table 1には補モンテカルロシミュレーション（以下，MCS と略記する）は計算時間を多く要する傾向があるものの，どんな問題にも適用することができ有用性は高い．

強ステップ 5までが示されている，表中の数字は構成要素の番号である． Table １ (１ ) は信頼性評価基準を全ての需要点への連結性，Table１ (2)はノード１への連結性とした場合である．表から明らかなように，需要点が異なれば補強するべき構成要素の順序が異なることが分かる．

６．都市基盤施設のライフサイクルコストに関連する研究
高度経済成長期に急速に整備された都市基盤施設の劣化問題が社会的にも注目され，その維持管理と修 復 の た め の 費 用 が ラ イ フ サ イ ク ル コ ス ト (Life

Cycle Cost : LCC)の概念に基づいて最適化されるよ
うになってきている．構造物の寿命をトータルで考えた LCC によって，最適な工法や維持管理計画の選択が可能となる． LCC は地震リスクマネイジメントの解析にも用いられている．地震リスクを構造物のLCC の一部であると考えれば， LCC を最小化する観Fig.17A beam model of box steel type bridge pier

Table 2

The uncertainties considered
Mean(µ)Standard

Uncertainties

C.O.V

Distribution

Deviation(ı)

Mass of upper structure

1.03

0.02

0.019

Normal1.15

0.1265

0.11

Lognormal

1.00

0.05

0.05

Normal

1.0×Calc.

0.1µ

0.1

Normalobserved value / design value
Yield stress Mm

Strengthofobserved value / design value

component

Thickness of plate Fm
observed value / design value

Ground factor

Soil Spring

HKNS

400

も次元に対する依存度が低い方法として超一様分布列を用いた計算法が金融工学を中心として注目されacc(gal)

200ている．MCSにおいても，全くの乱数を用いるより0もある程度均質に分布する乱数を用いた方が計算効-200

率は高く，効率化テクニックとして層別サンプリン
グ，ラテン方格法などが知られている．しかし，層-400

別サンプリングは次元が高くなってくると数値積分
0

5

10

15

20

25

30

time(sec)と同様に層区分の個数が膨大となり現実的ではない．
そこで，ラテン方格法では各次元について独立に層a) Input motion simulated using Hikashi-Kobe record

別サンプリングを行い，それらをランダムに組み合わせることでサンプルを作成している．そのため，

800

JMANS

各次元個別には均質なサンプルとなるものの，多次acc(gal)600
400

元空間の均質性は保証されていない．それに対して，

200

超一様分布列は多次元空間における均質さを確保で0

きるサンプル列である．こうした方法を用いて橋脚-200の損傷度曲線を求め，Subset法による結果と比較した-400研究も実施した（吉田･佐藤，2005）．

-600

地震動の強度レベルの指標として，基盤における

-800
0

5

10

15

20

25

30

time(sec)b) Input motion simulated using JMA Kobe record

最大加速度を採り，構造物の損傷度曲線を動的解析により求める場合には，構造物に入力する地震動により，損傷度曲線の形が大きく異なることが知られFig.18Earthquake motions for dynamic analyses

特に最近の計算機能力の向上を考えると，MCS は
様々な問題に対して現実的な選択肢となってきた．
それでも，対象とする不確定性の数が多くなると，膨大なサンプルを発生せざるを得なくなり，計算時間がかかり実用的でなくなる． MCSの効率化を計る方法として，各種の方法が提案されているが，限界
地震動指標と して基盤入 力 の最大加速 を 採用し，Subset法を利用することにより，鋼製橋脚の損傷度曲線が効率的に求められることを示した（佐藤･増本･吉田･堀江，2005）．Subset法は， 損傷に対して危険な部分空間を自動的に絞り込んでいくアルゴリズム
で あ り ， 一 種 の 適 応 型 MCS 手 法 に な っ て お り ，Marcov Chain Monte Carlo (MCMC) と結合することにより，効率的にサンプルの発生個数を削減できるものである．
最近，MCSよりも収束効率が高く，数値積分よりている．このことを Fig.17 に示すような箱型鋼製部
材により作られている橋脚を等価なビーム要素で離散化した上で，その損傷度曲線を動的解析により求めた．
入力地震動は，道路橋の設計用応答スペクトルに準拠した波形とした．スペクトル準拠の地震動を模擬するためには，地震動の位相特性を与えなければならないが，ここでは1995年の兵庫県南部地震の際に神戸海洋気象台と東神戸大橋で記録された地震の位相スペクトルを用いた．Fig.18に設計用応答スペク
トル準拠の波形を示す．
この図に与えられた入力地震動の最大値を変化させることにより，Subs et 法により Fig.17 に示した橋
脚モデルの損傷度曲線を求めたものが Fig.19 である．
ここで考慮した，橋脚の不確定性変数を Table 2 に示す．Fig.19 には3本の曲線が示されているが，一番左側の曲線は，プッシュオーバー解析とエネルギー一

1

究，構造物の震動制御とヘルスモニタリングに関す

JMA Kobe

る研究，ライフラインの耐震性を向上するための研

0.1
Higashi Kobe

C.D.F

0.01

究，構造物の地震時信頼性に関する研究などを手掛けることとなった．実験的研究も精力的に行ったつもりであるが，解析手法の開発に関する研究が全体

0.001

1.0E-2 - 1.0E-0
1.0E-3 - 1.0E-1
1.0E-4 - 1.0E-2
1.0E-5 - 1.0E-3

0.00010.00001の 7 割ぐらいとなった．大きな地震災害は都市施設が崩壊に至るような損傷を受けることで発生するので，外力となる強震動の特性把握は無論のこと，構造物の強い非線形現象を精度良くモデル化して，0.000001
200

400

600

800

1000 1200 1400

acc(gal)Fig.19Effect of phase uncertainty on fragility curves

実際の崩壊現象を合理的に表現できなければならない．このためには，実験的な研究を避けて通ることは出来ないが，防災研究所には振動台や土の動的特性を実験的に調べるための施設が整っていたの定則を利用して求めた損傷度曲線である．鋼製橋脚

で，それを利用することが出来た．また，地球物理に対して，エネルギー一定側を用いて求めた最大応

学的な観点から震源での地震発生機構を研究してい答値は，動的解析のそれよりも1. 4倍程度大きくなる

る理学系の研究者と交流できたことが，設計用の入と言われているが，動的解析により求めた損傷度曲

力地震動の研究を行うにあたって，大変参考になっ

線がプッシュオーバーのそれより右側に来るのはこた，のためである．また，動的解析により求めた損傷度

防災研究所は世界的に見ても非常にユニークな研曲線は，最大加速度を地震動指標としただけでは唯究所であるので，国内のみならず国外でも良く知ら一に定めることのできず，スペクトル準拠地震動をれており，京都大学防災研究所の一員であることを模擬するために用いた地震動特性（位相）の影響を誇らしく感じたことも幾度となくあった．最後に，大きく受けることが分かる． Fig.18 に示した入力地

今後の防災研究所のますますの隆盛を祈念して，長震動のフーリエ振幅特性は応答スペクトルにより規年のご愛顧に感謝します．

定されているが，フーリエ位相特性としては観測された位相を用いていることが，こうした現象の起こ

参考文献

る原因である．そこで，設計用の地震動位相を定めることが出来れば，設計用の地震動を唯一に決定できるので，こうした観点に立った研究を開始している（Sat o, et . al . 2005）.

７．おわりに防災研究所で都市施設の地震災害を軽減する研究に従事して 30 年が経過した．この間に多くのことを学んだ，解決が困難といわれている問題にチャレン
ジし，あれやこれや考えた末に結局解けなくて挫折を感じたこともたくさんあったが，いくつかの問題は解くことが出来，研究者としての喜びを感じるとも出来た．また，柔軟な思考を持った沢山の優秀な学生と一緒に研究できたことも，私の大切な知的財産の一つになっている．
まえがきにも書いたが，4回生のときに地盤内を伝播する非線形波動の解析をやってみたいと思ったことが切っ掛けとなって，都市基盤施設の地震災害現象を解明するために，強震動の特性を把握し耐震設計用の入力地震動を設定する研究，地盤の非線形振動特性や構造物基礎の震動特性を解明するための研後藤尚男･佐藤忠信( 1971)：飽和した多孔質弾性体中を伝播する非線形波動について，土木学会論文報告集，No. 209号，pp. 37- 50.

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Being Striven to Mitigate Earthquake Disaster of Urban Infrastructures
Tadanobu Sato

Synopsis
This is the memoir of research activities to develop methodologies for mitigating earthquake
disaster of urban infrastructures. It has passed more than 30 years since I started my research career at
Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University in 1974. The research objectives taken up
were , methods to simulate design earthquake motions, wave propagation characteristics in the ground,analyses of liquefaction and flow process of loosely deposited saturated sandy soil, dynamic
soil-structure interaction analyses, structural vibration control, structural health monitoring, seismic
safety analyses of lifeline systems, . After summarizing major research results chronologically thecurrent on going research topics are explained in detail
Keywords: design earthquake motion, phase spectrum of earthquake motion, flow process of liquefied
ground, structural identification, lifeline seismic reliability, life cycle cost, Monte Carlo simulation,
random vibration