2014 Fiscal Year Annual Research Report
南海トラフの巨大地震・津波に対する社会基盤施設の安全性評価と効果的な対策法の構築
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26249067
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
清野 純史 京都大学, 地球環境学堂, 教授 (00161597)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
飛田 哲男 京都大学, 防災研究所, 准教授 (00346058)
小野 祐輔 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00346082)
酒井 久和 法政大学, デザイン工学部, 教授 (00360371)
古川 愛子 京都大学, 地球環境学堂, 准教授 (00380585)
鈴木 崇伸 東洋大学, 理工学部, 教授 (50256773)
鍬田 泰子 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50379335)
野津 厚 独立行政法人港湾空港技術研究所, 地震防災研究領域, チームリーダー (60371770)
宮島 昌克 金沢大学, 環境デザイン学系, 教授 (70143881)
奥村 与志弘 京都大学, 地球環境学堂, 助教 (80514124)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 南海トラフの巨大地震津波 / 社会基盤施設 / ライフライン / 地震時安全性評価 / 地震対策 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
被災事例および耐震耐津波評価項目の検討に関しては、2回の研究打ち合わせと1回の国際シンポで相互の議論を行い、それぞれの研究に反映させるべく検討を行った。東北地方太平洋沖地震および南海トラフ地震津波の被災予想地域における水道施設の津波被害についてアンケート調査を行い、津波対策の現状を明らかにした。通信インフラについても管路、電柱、通信専用橋などを対象として、東日本大震災の教訓を今後に活かすための研究を進めた。さらに、東日本大震災におけるいわき市の埋設管路の被害データから本震とその後の誘発地震の被害事例を分類し、強震履歴の有無による埋設管路の地震時損傷関数への影響を検討した。南海トラフの地震・津波に関しては、各種社会資本施設の耐震性評価を行うために、社会基盤施設の総合的な安全性評価のための強震動予測手法に関する検討を行った。経験的サイト増幅・位相特性を用いた強震動予測手法の改良と検証，適用を行うとともに、既往地震において地震計の設置されていない施設に作用した地震動を推定する手法の開発を行った。また、内陸線状構造物の多重防御効果に関する研究と杭基礎を有する鉄筋コンクリート建物の耐津波性能に関する研究を進めた。社会基盤施設の耐震／耐津波安全性評価に関しては、津波が地震後の土木・建築構造物の安定性に及ぼす影響について、遠心力載荷装置を用いた模型実験と数値解析的検討により、被災メカニズムを解明した。また、新たな数値解析法（SPH）により、地盤中を移動する円形構造物に作用する荷重の評価を行った。ネットワークとしての安全性評価に関しては、鉄道組積造橋脚の挙動及び地震耐力を明らかにすることを目的とした数値シミュレーションにより、その保有耐力についての検討を行った。また膨大な数の道路盛土の安全性について、滑動量を簡易に算出する回帰式と滑動量を指標とした滑動量スペクトルを提案した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成26年度は、具体的に以下の目標を掲げて共同研究を行った。
（１）社会基盤施設の被災事例の調査収集と系統整理：現地での聞き取り調査等を援用し、揺れの影響と津波力の影響を極力分離して施設被害を分析する。（２）耐震/耐津波評価項目の検討と対策項目の確認：空間的な拡がりを持つ道路・鉄道盛土や河川堤防、海岸土堤、ライフライン施設に関する既存の設計法やガイドラインを精査して耐震/耐津波評価項目と対策法を洗い出す。（３）南海トラフの入力地震動と津波モデルの設定：強震動パルス生成域という概念を取り入れた新たな手法に対し、既往の強震記録を通じて長周期成分を含む巨大地震への適用性を検証する。（４）社会基盤施設の耐震/耐津波安全性評価：地震動と津波の複合作用の下での液状化問題を扱うために遠心載荷実験を行ない、長継続時間の影響評価のための土－水連成の動的有効応力解析を行なう。また、有限変形理論による3次元の動的有効応力解析プログラムを開発する。鉄道橋梁については、特に旧式の橋脚を中心に在来線を精査する。（５）ネットワークとしての必要性能と安全性評価：盛土や橋梁を含む鉄道・道路路線全体、および水循環システム、通信基盤設備が地震・津波の入力レベルごとにどこまでの損傷を許容できるかの性能を明らかにし、この性能に基づく現在の保有性能を明示する。
研究はほぼ計画通り進捗しているものの、有限変形理論による3次元の動的有効応力解析プログラムがまだ完成に至ってない点、およびネットワークの信頼性解析によって、路線の損傷、水循環システムや信基盤設備の被害がネットワーク全体に及ぼす影響を明らかにするには至っていない点を勘案し、「(2)概ね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の目的を達成するために、以下の３つの研究体制を敷き、研究を遂行している。(1)社会基盤施設の評価に適した入力地震動の合理的な設定、(2)社会基盤施設の耐震・耐津波性能の評価、(3)ネットワークとしての性能を考慮した効果的な対策の策定
具体的な推進方策は以下のとおりである。
（１）「南海トラフの入力地震動と津波モデル」に関しては、前年度に検討した強震動パルスを含む長周期・長継続時間地震動をライフラインシステムに反映させるための方法論を展開・適用する。実務設計を念頭に置いた入力地震動設定のため、近接した2地点であっても地盤条件の違いや斜め入射の影響で地震動に差異が現れることを勘案し、多点の地盤震動を適切に反映させた地震外力モデルを構築する。（２）「社会基盤施設の耐震/耐津波安全性評価」に関しては、前年度からのパラメトリックな3次元数値解析および模型実験を継続する。また、3次元解析結果を基にして、道路・鉄道盛土や地中構造物の耐震設計に必要な変位・ひずみ分布の簡易推定を行う。 鉄道橋梁については、旧式橋脚の耐震補強や対策法を提案する。津波に関しては、浸水深と津波速度の関数としての津波力を算出し、橋梁や上水道・ガス添架管への影響を検討する。（３）「ネットワークとしての必要性能と安全性評価」に関しては、各ライフライン相互の影響を有向関係(一方向、双方向、無関係)で表現し、その相互の相関関係をも考慮しながら、破壊確率という指標の下にその伝播を考えて、相互連関ネットワークとしての安全性評価を行う。また、物資輸送のための緊急輸送路の被害の影響を定量的に検討するとともに、最適復旧戦略を策定する。施設の安全性さえ担保されれば、津波が想定される地域の道路を避難場所として有効利用することも可能となる。
現時点では、研究計画の変更あるいは研究を遂行する上での問題点は生じていない。
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[Journal Article] Estimation of seismic ground motion induced by the 23 January, 2005 earthquake in Palu Region, Central Sulawesi, Indonesia2014
Author(s)
Thein, P.S., Pramumijoyo, S., Brotopuspito, K.S., Kiyono, J., Wilopo, W., Furukawa, A. and Setianto, A.
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Journal Title
Journal of Geological Resource and Engineering
Volume: Vol. 2, No. 4
Pages: 200-207
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Investigation to the Local Site Effects during Earthquake Induced Ground Deformation Using Microtremor Observations in Yogyakarta, Central Java-Indonesia2014
Author(s)
Kyaw, Z. L., Pramumijoyo, S., Husein, S., Fathani, T. F., and Kiyono, J.
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Journal Title
Landslide Science for a Safer Geo-Environment
Volume: Vol. 3
Pages: 241-249
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Seismic assessment of Japanese traditional wooden structure by dynamic interaction numerical analysis of surrounding ground2014
Author(s)
Sakai, H., Izuno, K., Sako, K., Endo, T., Fukagawa, R. and Toki, K.
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Journal Title
ournal of Natural Disaster Science
Volume: Volume 35, No.1
Pages: 1-20
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Evaluation of strong ground motion at Imagawa, Urayasu City, during the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake2014
Author(s)
23.Hata, Y., Ichii, K., Nozu, A., Maruyama, Y. and Sakai, H.
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Journal Title
Soils and Foundations
Volume: Vol.54
Pages: 573-587
Peer Reviewed
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[Presentation] Seismic Assessment of Japanese Traditional Wooden Structure by Dynamic Interaction Numerical Analysis of Surrounding Ground2014
Author(s)
Sakai, H., Izuno, K., Sako, K., Endo, T., Fukagawa, R., Toki, K.
Organizer
Thailand-Japan Mini-symposium on Earthquake Engineering
Place of Presentation
Cheng Mai University, Cheng Mai, Thailand
Year and Date
2014-12-13 – 2014-12-16
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[Presentation] BEHAVIOR PATTERNS IN MAJOR DISASTERS2014
Author(s)
Farnaz MAHDAVİAN, Maki KOYAMA, Stephen PLATT and Junji KIYONO
Organizer
The Second European Conference on Earthquake Engineering and Seismology
Place of Presentation
Istanbul, Turkey
Year and Date
2014-08-25 – 2014-08-29
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