2024年度学院等開講科目環境・社会理工学院土木・環境工学系都市・環境学コース

微動探査法特論

開講元: 都市・環境学コース
担当教員: 盛川仁
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火5-6 (G3-207 (G324))
クラス: -
科目コード: UDE.S531
単位数: 100
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2025年3月14日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

地震による被害を事前に予測するためには，地盤がどのような構造となっているかを知っておくことが重要である。地盤構造の推定法には様々な方法が知られているが，いつでもどこでも測ることが可能な微動探査法はそのなかでも有力な手法の一つである。体に感じない極めて微小な地盤の震動を測定して地盤構造を推定する手法について述べる。確率過程論を用いて地盤の位相速度を推定する方法を数式を詳細に展開しながら示す。数値計算によって任意のパワースペクトルに従う時系列波形を乱数を用いて生成したものを微動記録と見做し，それを用いて位相速度を推定し，最初に与えた分散曲線と正しく対応するかどうかを確認することを課題(プロジェクト)とする。最終回において計算結果について発表しその結果について議論するとともに，その内容をまとめたレジュメを提出する。

到達目標

このコースを履修することによって可能となる能力の目標は以下の通り。
1) 位相速度の物理的意味を理解できる。
2) 上下動成分の微動を用いた空間自己相関(SPAC)法の理論を理解し，実際にプログラムを書いて位相速度を推定することができる。
3) 上下，水平3成分の微動を用いたSPAC法の理論を理解できる。
4) SPAC法の一般化理論を理解できる。

キーワード

位相速度，分散曲線，空間自己相関(SPAC)法，表面波，Rayleigh波，Love波

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

資料を配布してそれにしたがって講義を進める。実際に手を動かしてプロジェクトを進めることで理解を深める。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	表面波と位相速度，課題(プロジェクト)について，空間自己相関(SPAC)法の定式化(上下動成分)	表面波とは，位相速度の定義，プロジェクトの内容について，SPAC法の定式化(上下動)，微動のスペクトル表示
第2回	空間自己相関(SPAC)法の解法(上下動成分)	SPAC法の解法(上下動)，空間自己相関係数の誘導，第1種0次ベッセル関数，位相速度の求め方
第3回	空間自己相関(SPAC)法の理論の一般化(長ほかの理論)	SPAC法の一般化，長ほかの定式化
第4回	空間自己相関(SPAC)法の定式化(上下動＋水平動成分)	SPAC法の定式化(上下動＋水平動)，Rayleigh波とLove波
第5回	空間自己相関(SPAC)法の解法(上下動＋水平動成分)	SPAC法の解法(上下動＋水平動)，空間自己相関係数の誘導，第1種1次ベッセル関数，Rayleigh波とLove波のパワー比，位相速度の求め方
第6回	空間自己相関(SPAC)法の理論の一般化(複素コヒーレンス関数(CCF)による表現)	SPAC法の一般化，複素コヒーレンス関数(CCF)の定義
第7回	課題(プロジェクト)の発表・討議	課題(プロジェクト)の発表，討議

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

盛川仁・山中浩明　著「地盤と地盤震動ー観測から数値解析までー」朝倉書店，2019.
盛川仁・丸山敬　著「条件付確率場の理論と応用」　京都大学学術出版会，2001.
L. コーエン　著，吉川昭　訳「時間‐周波数解析」　朝倉書店，1998.

参考書、講義資料等

盛川：morikawa.h.aa@m.titech.ac.jp

成績評価の方法及び基準

講義内容に基づいた課題(プロジェクト)を最初に提示する。受講生は自分でプログラミングを行い，その結果を最終回で発表する。課題(プロジェクト)の発表とレジュメによって理解度を評価する。

履修の条件・注意事項

確率過程論(UDE.S431)を履修済であることを強く要請する。なんらかの言語によるプログラミングができること。また，何らかの計算環境を研究室または個人で有すること。

その他

講義内容と日程は受講生の理解度にあわせて変更することがある。