断層を横切る埋設ライフラインの被害予測とその軽減策

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13680542
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 宮島 昌克 金沢大学, 工学部, 教授 (70143881)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村田 晶 金沢大学, 工学部, 助手 (30283097) ; 池本 敏和 金沢大学, 工学部, 助手 (60311677) ; 北浦 勝 金沢大学, 工学部, 教授 (70026269) ; 吉田 雅穂 福井工業高等専門学校, 助教授 (90210723)
• Keywords: ライフライン / 地震被害 / 断層 / 地中埋設管

Research Abstract

1.断層運動に伴う岩盤における変位が地表面変位となって埋設ライフラインに影響を与える場合の、表層地盤特性について模型実験を通して検討した。すなわち、テーブルリフトを用いて土槽中の模型地盤に逆断層による断層変位を再現し、実験を行った。その結果、地盤の剛性が大きい場合は地盤変状の及ぶ範囲(影響範囲と呼ぶ)は広範囲に及ばないが、地盤の剛性が小さい場合は影響範囲が大きくなることが明らかとなった。
2.塩化ビニル管を用いて地表面断層変位を横切る地中埋設管の挙動を、上記のテーブルリフトを用いた隆起土槽を用いて検討した。その結果、硬い地盤に埋設してある管では、断層近傍の上盤側において大きな曲げ応力による被害が発生し、下盤側においては引き抜け被害が発生する可能性が示唆された。一方、軟らかい地盤においては、曲げ応力は分散される傾向があるが、断層変位が極めて大きくなった場合には、被害が広範囲に亘る可能性のあることが示された。
3.個別要素法を用いて断層運動に伴う地表面付近の地盤変状に関する解析と、埋設パイプラインの挙動に関する解析を行った。2.で示した模型実験を、個別要素法を用いて再現したところ精度良く再現することが出来、個別要素法の有効性が確認できた。さらに、実地盤を対象に解析を行ったところ、1.で得られた結果と同様な結果が得られた。今回は2次元モデルによる解析を行ったが、さらに3次元に拡張して検討する必要がある。

Research Products

• [Publications] MIYAJIMA, Masakatsu: "Experiments on Large Ground Displacements and Pipe Behavior Induced Fault Movements"Proc. of2^<nd> Japan-Taiwan Workshop on Lifeline Earthquake Engineering. 24-29 (2002)
• [Publications] 宮島昌克: "年代別地形図を用いた宅地被害の分析"地域安全学会論文集. 4. 87-94 (2002)
• [Publications] 宮島昌克: "上水道管路網のリアルタイム地震被害把握のためのモニタリング位置決定法に関する研究"第11回日本地震工学シンポジウム論文集. 2149-2154 (2002)
• [Publications] 宮島昌克: "上水道システムの早期地震被害把握のための最適モニタリング位置"土木学会第57回年次学術講演会講演概要集. 83-84 (2002)
• [Publications] 吉藤祐也: "断層変位に伴う地中埋設管の挙動に関する模型実験"土木学会中部支部平成14年度研究発表会講演概要集. 323-324 (2003)
• [Publications] 武澤永純: "断層運動による地表面変状と表層地盤特性との関係に関する模型実験"土木学会中部支部平成14年度研究発表会講演概要集. 321-322 (2003)