斜面崩壊と振動

斜面崩壊の振動伝播をシミュレーションで再現できないかと考えていました。

発生源については数年前からいろいろな方にアドバイスをいただいていました。基本、伝播とは別ソフト（DEMなど）で作るほうが良いようです。特に、機械分野の方々はこの意見でした。機械分野や自動車分野では振動解析が死活問題になりかねないのでお詳しいのでしょう。

伝播部分に関しては、いくつかのソフトがあります。当初は GMS を利用するつもりでしたが、プロ曰く、発生源入力部分が難しいようでした。

振動波形とシミュレーションを用いて崩壊のメカニズムを検証する試みは、これまでいくつかなされています。
残念ながら、最近まで知りませんでした。考え選択する方法は、どなたも同じようです。それだけスタンダードな方法になるのでしょう。

最近読んだのはコチラ↓

C. Yi-fei, Y. Yan, G. Jian, et al., Landslide reconstruction

using seismic signal characteristics and numerical simulations: Case study of the 2017 “6.24” Xinmo landslide, Engineering Geology (2019)

• Stationary stage:
• Before the landslide starts.
• random background noise

• Slipping stage:
• The slipping stage corresponds to the first principal signal.
• high frequency and high energy
• Numerical simulations indicate that the landslide body moves rapidly along the slip surface with a maximum velocity of 47 m/s.

• Transition stage: 
• micro-seismic signals
• low amplitude and low-frequency
• The DEM simulations indicate that part of the landslide body is deposited on the slopewash while the landslide head continues to move downward along the slope.

• Entrainment-transportation stage:
• The amplitude of the seismic signal first increases then decreases, and the frequency range first widens then narrows. 
• Numerical simulations indicate that the landslide energy at this stage gradually increases and then decreases.

• Deposition stage:
• The signal amplitude and peak frequency gradually decrease and the frequency range gradually narrows, reflected by the gradually decreased energy of the landslide body from the simulations.
• As the landslide body moves toward the valley bottom, the terrain becomes flatter, the migration path widens, and the movement rapidly slows down, resulting in deposition of the landslide mass.

発生前から停止まで、5つのステージに区分されています。
波形と数値シミュレーションを用いた内容ですが、これを読んだだけではよくわからない部分がありました（孫引きはまだ不完全）。

Feng, Z.Y., Lo, C.M., Lin, Q.F., 2017. The characteristics of the seismic signals induced by landslides using a coupling of discrete element and finite difference methods. Landslides, 14(2), 661-674.

• The rupturing, separation, and sliding of rock mass from upslope (source area, Pt. A and B) generate larger amplitude and lower-frequency signals than those of debris flowing at the downslope (Pt. C and D).
• The simulated velocity and acceleration are significantly larger than those field data of Station SGSB due to direct impact and near-field effect. Also, more high-frequency waves exist in the simulated signals than those field data because of the same reason, the near-field effect, and because that high-frequency waves attenuate very fast when traveling to the far-field Station SGSB.
• A landslide with larger rock particles generates lowerfrequency content seismic signals; i.e., larger particles led to seismic signals with lower frequencies and also higher amplitude and stronger signals. For further study, we can observe whether lower frequency in the signal corresponds to large size rock fragments to explain landslide characteristics.

こちらは FLAC ＋PFC 2D 。先の文献とは異なる結果ですが、これはこれで納得。

シミュレーションで波形を（概ね）再現できて初めて、議論のステージに立てます。波の解釈のみ、あるいは地質屋さんが語るメカニズムのみでは議論になりません。時間の無駄とまでは言わないですが、ベクトルがズレており遠回りです。

いずれにしても、きっかけを掴むことができました。ようやくスタートラインに立てた気がします。