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Disaster Simulation

災害シミュレーション

TOP技術・事業情報解析技術/地質DX災害シミュレーション

地震被害想定

独自の地震動予測手法を開発

地震被害想定

業務内容

近い将来、首都直下地震や南海トラフ沿いの巨大地震等の発生が危惧されています。それ以外にも東日本大震災のように予想されなかったところに起こる大地震もあると覚悟しなければなりません。そのためには、東日本大震災の教訓を踏まえた新たな防災計画が必要です。地震被害想定とは、地域で発生しうる切迫性の高い地震に対して、その被害の様相を事前に把握しておくことで、有効な予防・応急・復旧対策に資することを目的に実施する防災計画の基礎となる資料です。

中央開発では、京都大学防災研究所と共同で新しい地震動予測手法を開発しました。
「等価震源距離に基づくディレクティビティ効果を考慮した距離減衰式」
この方法は、簡易的に地震動を評価する距離減衰式に地震断層の破壊伝播効果を組み込んだものです。これにより、従来の距離減衰式では考慮できなかったアスペリティや破壊開始点などの微視的パラメータを設定できるようになり、情報が少ない地域でも詳細な地震動予測計算法と同等な特性値を簡易に得ることが可能になりました。

(外部リンク)土木学会 第30回地震工学研究発表会:等価震源距離に基づくディレクティビティ効果を考慮した距離減衰式

実績

  • 青森県地震・津波被害想定調査(地震・津波)
  • 秋田県地震被害想定調査(地震・津波)
  • 京都府地震被害想定調査(地震・津波)
  • 日光市防災アセスメント調査(地震)
  • 山形県地震被害想定調査(地震)
  • 秋田県活断層調査業務(地震)

設計地震動

建築・土木構造物の耐震設計に必要な模擬地震動を作成します

設計地震動

設計用地震動とは

  • 主に建築物構造性能評価が必要な高層、超高層建築物や耐震・免震構造を前提とした重要度の高い構造物の設計に必要な模擬地震動のことです。
  • 入力地震動としては、大きく、「告示波」と「サイト波」があります。
  • 告示波の作成は、「設計用入力地震動作成手法技術指針(案)、建設省建築研究所、(財)日本建築センター、平成4年3月」が基準になっています。
  • 対象構造物が港湾施設の場合を除いて、サイト波の作成方法は、原則として指針・基準がありません。通常は、対象高構造物への影響が大きい震源断層を選定して、統計的グリーン関数法などの適切な手法で模擬地震動を作成することや、近傍の被害地震の観測記録を利用することが一般的です。

「告示波」:建設省告示1461号に示される設計スペクトルに適合する地震動
「サイト波」:対象構造物への影響が大きい特定震源により構造物サイトに発生する地震動

設計用入力地震動の作成フロー

設計用入力地震動の作成フロー(イメージ図)

地盤モデルの作成

  • 地表から工学的基盤(Vs=400m/s程度)までの表層地盤モデルは、ボーリング調査、室内土質試験、PS検層などの情報を基に作成します。
  • 地震基盤(Vs=3000m/s程度)までの深部地盤モデルは、既往研究成果や微動アレイ探査、常時微動測定などの情報を基に作成します。

震源断層設定

対象構造物周辺の過去の地震被害や付近の活断層、国や地方自治体が公表している地震被害想定調査などの資料を収集します。それらの資料を基に、対象構造物への影響が大きい震源断層を設定します。活断層型と海溝型それぞれ設定することもあります。

工学的基盤面の地震動作成

  • 告示波の作成は、「設計用入力地震動作成手法技術指針(案)、建設省建築研究所、(財)日本建築センター、平成4年3月」が基準になっています。
  • サイト波は、半経験的手法の経験的グリーン関数法や統計的グリーン関数法または、ハイブリッド法により工学的基盤の地震動を作成します。ハイブリッド法は、短周期帯域では半経験的手法、長周期帯域では波数積分法などの理論的手法で計算した波形を合成して作成します。
  • 大型貯蔵タンク、長大吊橋、超高層建築物、免震構造の建築物などは、周期2秒以上の長周期帯域の固有周期を有します。これらの構造物は、長周期地震動に対する対応策が求められるため、「超高層建築物等における南海トラフ沿いの巨大地震による長周期地震動への対策について、国土交通省住宅局、平成28年6月」などに基づいて、長周期地震動のサイト波を設定します。

地震応答解析

構造物基礎面の地震動作成

  • 工学的基盤の地震動を用いて、表層地盤の地震応答解析により、構造物基礎面の地震動を作成します。
  • 解析手法は、等価線形解析(SHAKE、DYNEQ)、逐次非線形解析(YUSAYUSA)、非線形解析(FLIP)などを用いて、全応力解析を実施します。
  • 液状化地盤では、YUSAYUSAやFLIPを用いて、有効応力解析を実施します。

浸水被害予測

各種防災計画の基礎となる自然災害リスクの把握

浸水被害予測

地震・津波、洪水、土砂災害など自然災害による被害範囲や被害数量は、過去の経験を基に予測されています。当社でも、津波による浸水、洪水はん濫、ため池決壊などの被害予測を実施してきました。
被害予測の結果を基に、避難場所や避難経路、各種施設のリスクを把握し、代替の施設や手段を提案します。

実績

  • 葛飾区地区別年代別基礎調査委託
  • 神浦ダム浸水想定区域図作成業務委託
  • 国内製造拠点の自然災害リスク整理業務(民間企業)
  • 横浜市土砂災害特別警戒区域等の見直しに伴う指定緊急避難場所の指定等に係る調査委託