GISデータ

せっかく5mメッシュが広範囲で公開されましたので、県下のマップを作ろうと考えました。

1県分の5mメッシュ、空間基盤25000、2500 を基図として、その上に防災研の地すべり地形 GIS データを重ねようと思います。
http://lsweb1.ess.bosai.go.jp/gis-data/index.html

調べてみると、他にもいろいろなデータが公開されていますね。
国交省の表層地質図や地形分類図を試してみたいですね。国交省は従来から提供していた国土数値地図情報も shape 形式で公開し始めました。
AIST もシームレス地質図や活断層の shape データを公開しているようです。知りませんでした。活断層は是非載せてみたいですね。
http://tochi.mlit.go.jp/tockok/inspect/landclassification/download/index.html
http://nlftp.mlit.go.jp/ksj/index.html
http://riodb02.ibase.aist.go.jp/activefault/

で、今日は各データを DL し、Civil3Dで読み込もうとしました。が、途中で落ちます。32bit機だからでしょうね。明日は64bit機で試してみましょう。


ただ、こういったデータは、ArcGISで読むのが良いのか、Civil3Dで読むのが良いのか分からないですね。基本的に、CADを通して後続作業を行うことが多いので、Civil3Dで読んでおくのが得策かもしれません。割り切って、地すべり地形や活断層などはArcで扱うという考え方もあるでしょう。

まあ、バカなので手を動かしてみてから考えましょう。

_______________________________________________________________
4月2日追記
一晩かけましたが、全ポイントファイルを読み込むことができませんでした。中止です。読み込みにとても時間がかかるようです。最初は早いのですが、だんだん遅くなります。毎回、番号を振り直しているのでしょうか？
やっぱり馬鹿ですね。

LPを利用した標高データ（5mメッシュ）の公開

一昨日より、基盤地図情報サイトにて、LPから作成した標高データ（5mメッシュ）が追加されています。
http://www.mlit.go.jp/report/press/mizukokudo03_hh_000481.html

早速、DL！と思っていたのですが、アクセスが集中しているようでサーバーに繋がりません。昨夜、やっとつながり確認できました。標高(DEM)が大幅に増えています。選択もしやすくなっていますね。数か月前よりメインサーバーのメンテナンス中でしたが、大幅なデータ追加のためだったのかもしれません。

図化してみましたが、構造物の消し方や図郭のつなぎ目に多少の違和感が残るものの、山中は良いですね。以前、落石調査に行った山を見ると、崖の位置や小さな谷筋が分かりやすくなっていました。シミュレーションはもちろん、踏査の基図や地質断面作成用のサーフェスとして利用価値が高いと思います。

国交省管轄の河川沿いのLPデータは、すべて撮り終わっていると聞いていましたが、公開されるとは思っていませんでした。昨年の地震の影響なのでしょうか？平成24年度は津波シミュを控えていますので、広範囲の詳細データが必要になったのでしょう。

今後は1mメッシュの公開を期待しましょう。

春の踏査

春ですね。

昨日と今日の2日間、踏査をしていました。
構造物の計画位置が決まった段階でもう一度歩く予定ですが、もう１ヶ月もすると植物で見え難くなりますので、前倒しで歩きました。

踏査には今が一番良い季節です。植物が多くなく、露頭を探しやすい。寒くもなく、暑くもない。鶯の鳴き声や、小川のせせらぎが耳に心地よい。3月の納品ラッシュも終わり（今日の夕方が最後でしたが）、踏査中も電話、メールが来ず、久しぶりにゆったりした時間に身を置くことができました。

ただ、鼻水・くしゃみは最悪でしたけど。

地震応答解析と土質断面図 その2

先日の続きです。
1次元で計算してみました。

モデルは3種です。

1. 工学的基盤面下側（粘土あり）
2. 工学的基盤面下側（粘土無視）
3. 工学的基盤面上側

与えた地震波は兵庫県南部地震と、北海道東方沖地震の2種です。今回はテストとして割り切り、2E、E+Fの両方を試してみました。

計算の結果、粘土をモデル化した場合(1)と、しない場合(2)では、ほとんど最大加速度や変位に差が出ませんでした。今回の地震波や物性では基盤中の1m程度の粘土は影響ないということでしょう。

しかし、粘土を無視し、工学的基盤面を変更した（上側に戻した）ケースでは、最大加速度に5～10%程度の差が生じました。しかも、大小両方の値が得られています。

結局は、計算してみて、安全側の基盤面を選択するしかないのでしょうか？
残念ながら、今の私の知識ではここまでですね。

今回、2次元の地震応答解析も試してみましたが、実際に手を動かすと自分の理解できていないところがはっきり見えました。計算の流れや概要を理解していたつもりでしたが、何も分かっていない状況とそれほど大差ない位置にいることが分かりました。1次元、2次元に関係なく、まだまだ学ぶことが山ほどありそうです。

理解していないと、調査結果のまとめも誤りそうです。コツコツやっていきましょう。

地震応答解析と土質断面図

設計者から相談がありました。

ある現場でボーリングを1本だけ深く掘ったところ、今まで耐震上の基盤面と考えていた土層中に、300m/sを切る洪積粘性土が約1mの層厚ではさまれていることが分かったとのこと。これは地震応答解析でモデル化すべきか（基盤面を下げるべきか）、しないべきか、という問題です。
現状では、ある会社はモデル化し、別の会社はモデル化していないといったように、統一がとれていないようでした。

地質屋の目からPS検層結果を純粋に見直すと、その基盤の速度層は3つに区分可能であり、粘土層や他の狭在層を含む中央部が、やや遅くなっています。が、300m/sを切っているというようなことはありません。ちょうど粘土の箇所のS波初動がノイズで読みにくくなっており、そこだけ低くなっているという結果も恣意的でした。整理された方は、「粘土層が解析に影響するかどうかわからないので、念のため無理に読み取っておいた。後はどうするか解析側で考えてください」といったスタンスだろうと思われます。

結論から言えば、検層結果からは粘土層が遅いというのは（想像できるが）読み取れない、1次元であればモデル化も容易、粘土層も水平方向の連続性が分からない、ということで、両方やって安全側の結果をとれば良いじゃないかと伝えました。

しかし、そう言いながらも、私はこの解析を実施したことがなく、「地震応答解析において、どこまでの層厚をモデル化すべきか？」といった問題は以前より気になっていました。吉田望「地盤の地震応答解析」でもこの点に触れられていましたが、実際こういった問題に直面した場合、どのようにモデル化し設計側に提供すればよいかは、上記の整理された方と同じレベルで迷います。

ということで、手を動かすことにしました。
続きは後日。

Dtransu での Benchmark

ひと段落したので、気になっていた PC のbenchmarkをとってみました。

当然、数値計算をする上での bench です。 使用したコードは Dtransu で、7万節点での密度流の計算です。使用したPC は以下の通り。 http://phreeqc.blogspot.jp/2010/09/core-i7-980x.html


最初はデータ保存媒体の影響を見たいので、HD, SSD, RAM Disk の3種で比べてみました。結果、時間はほとんど変わらず、HDで十分といった結果になりました。計算時間はどれも9時間50分程度です。もう少し影響が出るかと思っていましたが、意外でしたね。

次は並列化の影響です。これは以前 bench をとっていましたが、再度整理してみました。
物理コア数は6、倫理は12です。従って、OpenMP で 6threds までは時間短縮の効果が顕著に出ています。6コアで3時間5分、約31％の計算時間となりました。

次はクロックアップ。まずはメモリーから。1.3GHz から 1.6GHz に上げてみましたが、これもあまり効果がありません。2時間52分です。
そこからCPUを4GHzにクロックアップすると、2時間32分となりました。20分の短縮です。整理すると以下のようになります。

やはりメモリーや SSD などにお金をかけるよりは、CPU にお金をかけるのが良いようですね。現状では、できるだけ物理コアの多いものを選択するのが良いようです。

まあ、GPGPU や MPI が標準となってくると、一気に話が変わってくるでしょうけど。

FEM定式化の復習

先日、FEMの定式化を再確認していたところ、いくつかの箇所で躓いてしまいました。

モールの応力円です。導出が分からなくなっていました。まずはFEMとは関係ないところで躓いてしまいました。

何をいまさら・・・と思いながら格闘すること1時間、ようやくσ-τ軸の円の公式までたどり着くことができました。引っかかっていたのは倍角の公式。高校の数学ですが、完全に忘れていました。
これ、あらためて確認すると、最初から最後まで、高校の数学程度で導出できるんですね。物理的な意味は技術者にしか必要ありませんが、式自体は非常に簡単です。

で、次に躓いたのがの逆行列の算出箇所。いえ、正確にはどこで躓いているのかが分からないのです。何度やっても答えが合わない。これも2時間ぐらい格闘し、結果、正解できず寝ました。誤植なのでしょうか。

その次はヤコビアンの計算。これも2時間ぐらい格闘し、寝ました。翌日、局所節点番号と全体節点番号を取り違えていたことに気付き、前者の座標で計算しなおしてクリアーしました。そりゃ合わないでしょう。

何度やっても忘れます。
特にFEMは数学の小技を多用しています。非常に単純なモデルでも、手計算で追うのは多くの四則演算が必要になります。これからも時々確認するようにしましょう。