地震マイクロゾーニングとは、地震発生の可能性がある地域を、地盤の揺れやすさ、液状化の危険性、地滑りや落石の危険性、地震に伴う洪水といった地質学的・地球物理学的特性に基づいてゾーンに細分化するプロセスと定義されます。これにより、地域内の様々な場所における地震ハザードを正確に特定することができます。マイクロゾーニングは、サイト固有のリスク分析の基礎となり、地震被害の軽減に役立ちます。[1]最も一般的な用語で言えば、地震マイクロゾーニングとは、地震励起下における土壌層の応答、ひいては地表における地震特性の変化を推定するプロセスです。[2]
地域の地質は地震動の特性に大きな影響を与える可能性がある。[3]地震動に対するサイト応答は、地域の地質に応じて都市内の場所によって異なる可能性がある。したがって、国全体の地震ゾーニングマップは、都市の詳細な地震ハザード評価には不十分である可能性がある。そのため、詳細な地震ハザード分析のために、大都市のマイクロゾーニングマップを作成する必要がある。[4]マイクロゾーニングマップは、原子力発電所、地下鉄、橋梁、高架道路、スカイトレイン、ダムサイトなどの重要な構造物にとって不可欠な、サイト固有のリスク分析を評価するための基礎となる。地震マイクロゾーニングは、地震リスク軽減研究の予備段階とみなすことができる。これには、多分野にわたる貢献と、地震によって発生する地震動が人工構造物に与える影響に関する包括的な理解が必要である。[5]世界中の多くの大都市は、都市内の地震ハザードをより深く理解するために、マイクロゾーニングマップの作成に注力している。[6]
地盤条件が地震動に与える影響
地震時の揺れの強さとそれに伴う構造物への被害は、地域の地質条件や土壌条件に大きく左右されることは、古くから認識されてきました。[3]未固結堆積物は地震時の地震動を増幅させるため、硬い地層を持つ地盤よりも地震被害を受けやすいことが分かっています。軟弱な堆積物の上に築かれた近代都市は、増幅された地震動による被害に対して特に脆弱です。
1985 年 9 月 19 日のメキシコシティ地震は、軟弱な堆積物の上に建てられた近代都市が地震被害を受けた好例である。地震の震源地は市街地から約 350 km 離れているにもかかわらず、軟弱な粘土堆積物のある場所では地震動の増幅が非常に大きく、深刻な被害が発生した。メキシコシティは、硬い地層の上にある厚い軟弱土層の上に建てられている。市の西部は古い湖底の縁に位置し、東部ではかつての湖底を埋める軟弱な粘土堆積物が下地となっている。湖底地域では、軟弱な粘土堆積物のせん断波速度は 40 ～ 90 m/s であり、その下の硬い地層のせん断波速度は 500 m/s 以上である。1985 年の地震の間、地震波は軟弱地層に閉じ込められた。軟弱な土層によって、上向きに伝播するせん断波が容易に伝播した。しかし、湖底の硬い地層が反射板のように作用し、下向きに伝播する地震波を跳ね返しました。このような波の閉じ込めによって共鳴が生じ、結果として地震動の増幅が著しく増大しました。その結果、湖底地域は壊滅的な被害を受けましたが、市の南西部では地震動は中程度で、建物への被害も軽微でした。丘陵地帯で記録された加速度は、湖底地域の観測点で記録された高振幅・長周期の地震動と比較して、比較的低振幅・短周期の地震動でした。[7]
1989年10月のロマ・プリエタ地震でも、同様の地盤増幅が観測されました。[8]サンフランシスコ湾岸周辺の敷地に広がる深層粘土層は、サンフランシスコとオークランド地域で地盤振動を著しく増幅させ、甚大な被害をもたらしました。深層粘土層の上に敷設されたサンフランシスコ・オークランド・ベイブリッジは、この地震で大きな被害を受けました。
これらの地震で観測されたサイト増幅現象は、原因となる断層から遠く離れた軟弱地盤プロファイルを持つサイトで激しい地震動が発生する可能性があることを明確に示し、サイト固有のリスク分析の重要性を強調しました。
地震マイクロゾーニングの方法
卓越周期、増幅率、せん断波速度、標準貫入試験値といったサイトの動的特性は、地震マイクロゾーニングに利用できます。せん断波速度測定と標準貫入試験は一般的に費用がかかり、マイクロゾーニングのために多数のサイトで実施するのは現実的ではありません。一方、地盤振動測定（微小微動とも呼ばれる）は、地層の動的特性を測定するための一般的な方法となっており、マイクロゾーニングにも広く利用されています。微小微動観測は実施が容易で、費用も安く、地震活動の少ない地域にも適用できるため、マイクロゾーニングに活用することができます。
参考文献
- ^ ab Tuladhar, R., Yamazaki, F., Warnitchai, P & Saita, J., 微動観測を用いたバンコク大都市圏の地震マイクロゾーニング、Earthquake Engineering and Structural Dynamics, v33, 2004: 211–225 [1]
- ^ Finn, WDL (1991)マイクロゾーニングの地盤工学的側面、第4回国際地震ゾーニング会議論文集、(1):199–259
- ^ ab Seed, HB and Schnabel, PB, 1972. 地震時の地盤応答に対する土壌と地質の影響。より安全な建設のためのマイクロゾーニングに関する第1回国際会議議事録 - 研究と応用、第1巻、pp 61-74
- ^ Schell, BA et al., 1978. 地震リスク軽減のための地震テクトニックマイクロゾーニング. より安全な建設のためのマイクロゾーニングに関する第2回国際会議議事録 - 研究と応用, 第1巻, pp 571–583
- ^ Ansal, AM & Slejko, D. (2001)地震から被害までの長く曲がりくねった道、土質力学と地震工学、(21)5:369–375。
- ^ 島 英之, 1978. 東京の地震マイクロゾーニング地図. 安全な建設のためのマイクロゾーニングに関する第2回国際会議議事録 - 研究と応用, 第1巻, pp 433-443
- ^ Seed, HB, Romo, MP, Sun, JI, Jaime, A., Lysmer, J., 1988. 「1985年9月19日のメキシコ地震 - 地盤条件と地震動の関係」Earthquake Spectra, EERI , 第4巻第4号, 687–729頁
- ^ Benuska, L., 1990. ロマ・プリエタ地震偵察報告書. 地震スペクトル, EERI, 第6巻補遺, 5月
