断層変位に対する交通施設の震災軽減対策に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12555134
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 川島 一彦 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20272677)
• 研究分担者: 市川 篤司 鉄道総合技術研究所, 研究開発推進室, 研究員 ; 翠川 三郎 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (00143652) ; 大町 達夫 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (90126269) ; 庄司 学 筑波大学, 機能工学系, 講師 (60282836) ; 田村 敬一 独立行政法人土木研究所, 振動研究室, 室長 (10355810)
• キーワード: 地震 / 断層 / 交通施設 / 震災対策 / 耐震設計 / 地震動 / 台湾・集々地震 / トルコ・ボル地震

研究概要

我が国では多数の内陸活断層が存在し、道路、鉄道等の線状ライフライン施設はどこかでこうした活断層を横切らざるを得ない宿命にあることから、近い将来、断層変位による線状ライフライン施設の被害が生じ、これに対する対策が求められるようになると考えられる。本研究は、このような背景の下に始められたものであり、本研究の結果、以下の成果が得られた。
1)過去の大地震(濃尾、北丹後、北伊豆、兵庫県南部、トルコイズミツト、トルコドウセ、台湾集集、の7地震)における断層変位を整理した結果、断層沿いの各点で観測された断層変位は、Mwが7程度の地震ではほとんどの場合には3m以内であること、Mwが7.5程度の地震では70%程度の場合には3m以内であること、を確認した。また、断層直上での地震動強さを推定するために、福井地震の地震動シミュレーションおよび距離減衰式の見直しを行った。
2)2000年鳥取県西部地震の際に賀祥ダムに生じた本体の変位を解析し、本体が数十cmほど変位し、貯水池の水位が急低下したことを明らかにした。この実地調査結果を数値シミュレーションし、伏在震源断層の断層運動によって震源域に地盤変位が生じ、それが原因となって、ダムの変位や貯水位の低下が生じたことを明らかにした。
3)1999年トルコ・ドュツェ地震によって被災したボル高架橋を対象に、断層変位によって杭基礎で支持された橋に生じる被災メカニズムを明らかにした。この結果、杭の被害は断層変位が生じる面の上下3m程度の範囲で生じ、曲げ破壊とせん断破壊が生じることを明らかにした。
4)地下免震工法によって断層変位による杭基礎の損傷を低減させる工法を提案し、その適用性を明らかにした。この結果、杭基礎周辺に発泡スチロールからなる免震層を設けることにより、杭の損傷は低減されること、フーチングを介して地盤から杭に作用する地震力に対する配慮が重要であること、杭径の数倍程度の深さまで免震層を配置しないと、免震効果が得られないことを明らかにした。
5)有珠山噴火に伴う地殻変動により損傷を受けた多径間ラーメン橋を対象とし、地殻変動を断層変位と見立てた解析を行った。地殻変動を強制変位としてプッシュオーバーアナリシスにより解析した橋脚の損傷は実際の被害とよく一致し、解析手法の妥当性が検証された。
6)断層が走る箇所に直接基礎を設置し、断層変位をやり過ごすと同時に、基礎のロッキング振動によって橋の地震被害を軽減する手法を提案し、この適用性があることを解析的に明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] 川島一彦, 細入圭介: "直接基礎のロッキング振動が橋脚の非線形地震応答に及ぼす影響"土木学会論文集. 703/I-59. 97-111 (2002)
• [文献書誌] Kawashima, K.: "Damage of Bridges Resulting from Fault Rupture in the 1999 Kocaeli and Duzce, Turkey Earthquakes and the 1999 Chi-Chi, Taiwan Earthquake"Proc. Structural Engineering and Earthquake Engineering (Special Issue), JSCE. 19-2. 179-197 (2002)
• [文献書誌] 下山田英介, 川島一彦: "断層変位を受ける杭基礎構造の耐震性"構造工学論文集. 48A. 631-640 (2002)
• [文献書誌] Kawashima, K., Shimoyamada, E.: "Damage of a bridge foundation resulting from fault displacement"Proc. Structural Engineers World Congress 2002, Yokohama, Japan. (CD-ROM). T2-8-a-6,1-8 (2002)
• [文献書誌] 渡邊学歩, 川島一彦: "パルス地震動が応答修正係数に与える影響"第5回地震時保有耐力法に基づく橋梁の耐震設計に関するシンポジウム,土木学会. 5. 27-33 (2002)
• [文献書誌] 下山田英介, 川島一彦: "断層変位を受ける杭基礎構造の耐震性に関する検討"第5回地震時保有耐力法に基づく橋梁の耐震設計に関するシンポジウム,土木学会. 5. 203-210 (2002)
• [文献書誌] 川島一彦, 細入圭介: "直接基礎のロッキング振動による橋脚の免震効果"第5回地震時保有耐力法に基づく橋梁の耐震設計に関するシンポジウム,土木学会. 5. 277-284 (2002)
• [文献書誌] 松川亮平, 川島一彦: "有珠山噴火に伴う地殻変動により損傷を受けた多径間ラーメン橋の解析"第6回地震時保有耐力法に基づく橋梁等構造の耐震設計に関するシンポジウム,土木学会. 6. 23-28 (2003)
• [文献書誌] 大町 達夫, 小島 直之: "2000年鳥取県西部地震時における賀祥ダムの強震記録について"第26回地震工学研究発表会講演論文集. 1. 333-336 (2001)
• [文献書誌] 大町 達夫, 村上 敦: "賀祥ダムの水位記録に見られる鳥取県西部地震の影響"第26回地震工学研究発表会講演論文集. 1. 337-340 (2001)
• [文献書誌] 辻 直子, 大町 達夫: "断層極近傍における地震被害と地盤震動特性の関連性"第26回地震工学研究発表会講演論文集. 1. 541-544 (2001)
• [文献書誌] 大町 達夫: "土木構造物の地震被害研究の現状と課題"地学雑誌. 110-6. 876-884 (2001)
• [文献書誌] 大町達夫, 小島直之, 村上敦: "ダムサイト直下の伏在断層による地震時の地盤変位と貯水位変動"土木学会論文集. 710/I-60. 337-346 (2002)
• [文献書誌] 大町達夫: "台湾集集地震で決壊した石岡ダムの補修と近況"ダム技術. 191. 33-36 (2002)
• [文献書誌] 野畑有秀, 翠川三郎: "1948年福井地震の震源近傍における地震動特性の評価"日本建築学会構造系論文集. 561. 81-88 (2002)
• [文献書誌] 翠川三郎, 大竹 雄: "震源深さによる距離減衰特性の違いを考慮した地震動最大加速度・速度の距離減衰式"第11回日本地震工学シンポジウム論文集. 11. 117-1-117-6 (2002)