兵庫県南部地震における衝撃的地震動と構造物の破壊の究明

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08458104
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 大阪市立大学
• 研究代表者: 中川 康一 大阪市立大学, 理学部, 教授 (80047282)
• 研究分担者: 那谷 晴一郎 大阪市立大学, 工学部, 助手 (20047369) ; 小林 治俊 大阪市立大学, 工学部, 助教授 (40047395) ; 園田 恵一郎 大阪市立大学, 工学部, 教授 (70047108) ; 東田 淳 大阪市立大学, 工学部, 助教授 (90128744) ; 高田 直俊 大阪市立大学, 工学部, 教授 (50047239)
• キーワード: 兵庫県南部地震 / 衝撃的地震動 / P波非線形特性 / 引張り破壊 / FEM波動解析 / モデルシミュレーション / 模擬地盤計測 / 体感調査

研究概要

(1)衝撃的上下動を解明するため、これまで軽視されてきた飽和土中のP波の伝播特性を再検討した。すなわち、P波速度を決定する要因の一つは体積弾性率であるが、これのひずみ依存性は、S波速度を決定する剛性率のひずみ依存性と逆になっているため、飽和度が高い材料の大振巾P波の伝播速度を解明する必要があり、模擬地盤を用いてインパルス水圧発生装置による高振巾P波伝播実験を行い、現在得られたデータを検討している。【中川】
(2)衝撃的上下動によって損傷を受けたと考えられる構造物、特にRC構造物の地域分布を再調査した。その際、激震地よりも大阪周辺地域に重点を置いたが、激震地同様の破壊形態が見られた。また、兵庫・大阪など激震地もふくめ市民が体験した地震計の記録にない体感衝撃的上下地震動の証言を1000件収集し、実際の被害地域との対応性を探るためにその分布地図を作成したが、いわゆる「震災の帯」を包含する分布となった。【高田・東田・小林】
(3)コンクリート系構造物に作用する負荷を同定するため、シミュレーション解析と、同時にモデル構造物に対する衝撃破壊実験を行った。シミュレーション解析では、構造物の破壊状況に整合し作用原因が推定できる逆問題に関わる数理モデルを提案し、FEMによる波動解析より、岩盤を想定した基盤面で、10Hz前後の上下変位動でその速度成分が20kineを越えるものが存在していたならば、RC柱には輪切りひび割れが発生し、さらに自重の影響も重なり圧縮破壊を起こす可能性のあることが分かった。実験では、3μFのコンデンサーに10KVの充電電圧でためた電気を水中で細線に流して衝撃圧を発生させる水中線爆装置を制作し、石膏で造った橋脚模型に照査させたところ、模型橋脚の頭部に引っ張り破断が生じた。【園田・高田・那谷】

研究成果

• [文献書誌] K. Nakagawa: "Pulse Transmission System for Measuring Wave Propagation in Soils" Journal of Geotechnical Engineering, ASCE. 122・4. 302-308 (1996)
• [文献書誌] K. Nakagawa: "Geology of Osaka basin and the Cultural heritages" Osaka City University International Symposium. (in press).
• [文献書誌] 中川康一: "地盤の動的非線形性と地震動応答" 第6回環境地質学シンポジウム論文集. 6. 75-80 (1996)
• [文献書誌] K. Nakagawa: "Observation of Biot Compressional Wave of the Second Kind in Granular Soils" Geotechnique. 47・1. 1-15 (1997)
• [文献書誌] 中川康一: "深部地下構造と被害" 阪神・淡路大震災-都市直下型地震と地質環境特性(東海大学出版会). 第5部第3章. 258-269 (1996)
• [文献書誌] 高田直俊: "緩い盛土と地盤調査法,震災フォーラム" 土木学会誌. 81・4. 43 (1996)
• [文献書誌] 高田直俊: "土構造物の被害:宅地" 阪神・淡路大震災調査報告(丸善). (印刷中). (1997)
• [文献書誌] 高田直俊: "衝撃的上下動による構造物被災" 大阪市立大学工学部紀要特別号. (印刷中). (1997)
• [文献書誌] J. Tohda: "Investigation on Cracking in Buried Pipelines in Centrifuge" Proc. of Geotechnical Engineering in Recovery from Urban Earthquake Disaster. 357-366 (1997)
• [文献書誌] 東田淳: "ライフラインの被害について" 大阪市立大学工学部紀要特別号. (印刷中). (1997)
• [文献書誌] 園田恵一郎: "兵庫県南部地震における土木構造物の衝撃的破壊の事例" 第3回落石等による衝撃問題に関するシンポジウム論文集(土木学会). 3. 115-120 (1996)
• [文献書誌] 園田恵一郎: "兵庫県南部地震-初期鉛直動の証言について" 大阪市立大学工学部紀要特別号. (印刷中). (1997)
• [文献書誌] K.Sonoda: "On the Impact-like Failure of Reinforced Concrete Structures by Hyogo-ken Nanbu Earthquake (Kobe, 1995)" Proc.of 1st International Conference on Earthquake Resistant Engineering structures. 693-704 (1996)
• [文献書誌] 園田恵一郎: "地震による土木構造物の衝撃的被害について" 兵庫県南部地震における構造物の衝撃的破壊に関するシンポジウム(日本建築学会). 37-44 (1997)
• [文献書誌] 園田恵一郎: "大阪市内およびその周辺での橋脚の被害と地震動波形について" 衝撃的地震動と構造物の被害に関するコロキュウム. 68-73 (1996)
• [文献書誌] 那谷晴一郎: "震災の帯にみる建造物の衝撃的破壊の特徴" 京都大学防災研究所耐震センター研究報告別冊18号. 185-211 (1996)
• [文献書誌] 那谷晴一郎: "兵庫県南部地震による鉄筋コンクリート建造物の層崩壊形式をもつ衝撃的破壊" 兵庫県南部地震における構造物の衝撃的破壊に関するシンポジウム(日本建築学会). 103-108 (1997)