11:00 〜 11:15
[S15-01] 観測できていない強烈な衝撃的鉛直地震波動について - その３ -
- 地震計で捉え難い威力波 -
地震計でこれまで正確に観測できていない，強烈な衝撃的鉛直地震波動が働き，構造物に多大な被害を起こしたことが，土木学会関西支部の調査研究委員会活動で明らかになり，その報告書を一昨年春に同支部より公開しました1>．この報告書では橋脚の被害事例を中心に，100年余り前に作られた海震の震度階表 <ルドルフの表,1898年-10段階，シーベルグの表,1923年-6段階> と，船舶工学者から指摘の語句 "海震で船舶が損壊する時の地震波は，疎密波である事は常識である" を交え，問題の波とその被害の存在を説明しています．その後，耐震基準にこの問題の波が考慮されていない欠陥の改善を目指し，この研究成果に関する発表や広報活動を進めているが 2>，この問題の波が地震計で観測できていないため，この現象の理解が進展しにくい状況があります．そこで今年は，なぜ地震計で観測できていないのかの課題に焦点を当てることにしました．
この問題の波は通常の地震波とは異なり，1.高周波，2.局在波，3.威力波である3種類の性質を持つため，従来の地震計では観測できない訳です．しかし，この点の理解も広まっていないので，3種類の性質に視点を置き3回に分けて発表することにしました <土木-関西，土木-全国，地震-秋季>．本稿はこのシリーズの <その３> で副題を “地震計で捉え難い威力波” としています．
問題の強烈な衝撃的鉛直地震波動はどのような波かは，まだ正確には観測できていないのと， 発生状態に多様性を持つことや，その発生原因が未解明なこともこの波の状態を理解し難くしています．最近になり重要な資料の確認ができ，その資料の要点を急遽，今年の地盤工学会の第56回発表会 <7.13> で先に紹介しました．そこでは発生源因について説明していませんが，地殻ブロックの動きを予想さす資料が別途得られていたので，地殻ブロックの動きに伴う境界部の圧力変化が物質の相変化を促し，それが問題の波の発生原因と考えれば，多様な発生形態や前述の3種類の特性を持つことも説明できるようになると考えられます2>．
こうした展望を背景に，本稿では “地震計で捉え難い威力波” として以下に3番目の論点を述べます．
次頁の図1.a,は単独で生じる衝撃的鉛直地震波のイメージで，それが連成した場合が図1.b,です．釣鐘型をしていますが，頭部が平坦な場合で，さらに断面が長円や長楕円形の場合も予想されます．図2は岩<約5tf>が跳出した写真<長野県西部地震>で，図3は石碑<約3tf>が慰霊碑の台上から5.8m程跳ばされた写真<熊本地震>です．広域地震観測網の観測点では，地面に埋め込まれた長さ1mで80cm角のコンクリート台<約1.5tf>の上に地震計が装着されています．問題の地震波は 5tfや3tf の物体を簡単に跳び出さす威力を持ちますので， 観測台<約1.5tf>は簡単に浮き上がらすことが予想されます．図4<地表，熊本地震>，図5<胆振東部地震>および図6.a,<岩手・宮城内陸地震>に示すUD波形は，突き上げ加速度が1400gal程度以上になると，波形の上向きと下向きで極端な非対称な形が記録されることを示します．すなわち観測台が突上げられて周面摩擦抵抗が働き，浮き上がる状態の加速度と，下向き加速度<１Ｇ相当>の状態を反映していると見られます．この傾向は図7.a,b,のクリストチャーチ地震<余震, 2011>の記録にも顕著に見られます．周面摩擦を考慮すると1.5Ｇ以上の上向き加速度の威力を持つ地震波が作用すると，観測台が浮き，正確な地震波動は観測できなくなることを意味します．
また，図4<益城>，図6.b,c,<東成瀬>の地上と地中の記録を見ると，地表での最大加速度時に対応する波は地中の記録に見られません．すなわち地中では素通りした波が観測台を動かす状況が，記録されたことを表しています．地震計による地震波の観測は，地震学の発展だけでなく，国家的な課題の重要施設の耐震および安全対策の根幹に係る観測ですので，このような欠陥は早急に改善しなくてはなりません．
この問題の波は通常の地震波とは異なり，1.高周波，2.局在波，3.威力波である3種類の性質を持つため，従来の地震計では観測できない訳です．しかし，この点の理解も広まっていないので，3種類の性質に視点を置き3回に分けて発表することにしました <土木-関西，土木-全国，地震-秋季>．本稿はこのシリーズの <その３> で副題を “地震計で捉え難い威力波” としています．
問題の強烈な衝撃的鉛直地震波動はどのような波かは，まだ正確には観測できていないのと， 発生状態に多様性を持つことや，その発生原因が未解明なこともこの波の状態を理解し難くしています．最近になり重要な資料の確認ができ，その資料の要点を急遽，今年の地盤工学会の第56回発表会 <7.13> で先に紹介しました．そこでは発生源因について説明していませんが，地殻ブロックの動きを予想さす資料が別途得られていたので，地殻ブロックの動きに伴う境界部の圧力変化が物質の相変化を促し，それが問題の波の発生原因と考えれば，多様な発生形態や前述の3種類の特性を持つことも説明できるようになると考えられます2>．
こうした展望を背景に，本稿では “地震計で捉え難い威力波” として以下に3番目の論点を述べます．
次頁の図1.a,は単独で生じる衝撃的鉛直地震波のイメージで，それが連成した場合が図1.b,です．釣鐘型をしていますが，頭部が平坦な場合で，さらに断面が長円や長楕円形の場合も予想されます．図2は岩<約5tf>が跳出した写真<長野県西部地震>で，図3は石碑<約3tf>が慰霊碑の台上から5.8m程跳ばされた写真<熊本地震>です．広域地震観測網の観測点では，地面に埋め込まれた長さ1mで80cm角のコンクリート台<約1.5tf>の上に地震計が装着されています．問題の地震波は 5tfや3tf の物体を簡単に跳び出さす威力を持ちますので， 観測台<約1.5tf>は簡単に浮き上がらすことが予想されます．図4<地表，熊本地震>，図5<胆振東部地震>および図6.a,<岩手・宮城内陸地震>に示すUD波形は，突き上げ加速度が1400gal程度以上になると，波形の上向きと下向きで極端な非対称な形が記録されることを示します．すなわち観測台が突上げられて周面摩擦抵抗が働き，浮き上がる状態の加速度と，下向き加速度<１Ｇ相当>の状態を反映していると見られます．この傾向は図7.a,b,のクリストチャーチ地震<余震, 2011>の記録にも顕著に見られます．周面摩擦を考慮すると1.5Ｇ以上の上向き加速度の威力を持つ地震波が作用すると，観測台が浮き，正確な地震波動は観測できなくなることを意味します．
また，図4<益城>，図6.b,c,<東成瀬>の地上と地中の記録を見ると，地表での最大加速度時に対応する波は地中の記録に見られません．すなわち地中では素通りした波が観測台を動かす状況が，記録されたことを表しています．地震計による地震波の観測は，地震学の発展だけでなく，国家的な課題の重要施設の耐震および安全対策の根幹に係る観測ですので，このような欠陥は早急に改善しなくてはなりません．