ほくりく地盤情報システム講演会 北陸における地震 地盤災害 の教訓 ~ 地盤情報の利活用の展望 長岡技術科学大学大塚悟
地震災害の現況
自然災害別死者 行方不明者数 阪神大震災 北海道南西沖地震 中越地震 豪雨災害 防災白書 HP 3
日本の災害件数の世界比較 ( 防災白書 HP) 4
防災白書 HP 5
日本海東縁での地震 1940 神威岬沖地震 M7.5 死者 10 1993 北海道南西沖地震 M7.8 死者 202 1983 日本海中部地震 M7.7 死者 104 1964 新潟地震 M7.5 死者 26 1828 三条地震 M6.9 死者 1443 2004 新潟中越地震 M6.8 死者 51 2007 新潟県中越沖地震 M6.8 死者 11 1847 善光寺地震 M7.4 死者数千 2007 能登半島地震 M6.9 死者 1 防災科学研究所資料に加筆 6
新潟地震 ~ 液状化被害 ~
日時 :1964 年 6 月 16 日 13 時 01 分 規模 : マグニチュード 7.5 震源地 : 粟島付近の海底 40km 震度 :5 ( 新潟市, 長岡市, 佐渡市 ) 全県 : 死者 14, 重傷者 316 被災世帯 68,479 被災人数 332,061 都市型災害 新潟地震 30 周年事業より 8
地盤の液状化 新潟地震 40 周年事業 新潟平野には砂地盤 ( 弱齢地盤 ) が堆積 地下水位が高い 液状化の発生 墳砂 噴水 火災被害は軽微 9
砂丘, 自然堤防の液状化は少ない 河川沿いの埋立て地盤 ( 砂質地盤 ) は液状化 無被害地域家屋の被害地域亀裂地盤の膨れ 陥没噴砂 信濃川 新潟大学理学部資料に加筆 新潟駅 10
新潟地震の教訓その 1 砂質地盤の液状化 地下水位の高い, 人工地盤で被害が大きい 砂丘 自然堤防では被害が小さい 液状化の影響 建物の火災は比較的少ない ( 死傷者数の減少 ) 建物被害の減少?( 液状化により地盤の震動特性が変化 長周期化 ) 11
液状化被害 1: 昭和大橋の落橋 新潟地震 40 周年事業より 液状化により, 地盤の側方流動の発生, 橋の落橋 信濃川の川幅が狭くなる ( やすらぎ堤として利用 ) 12
液状化被害 2: 建物被害 新潟地震 40 周年事業より 液状化による地盤の建物支持力の喪失 13
液状化被害 3: 埋設管の被害 14
液状化被害 4: 液状化地盤の特徴 液状化は 粒径の揃った砂質土 で発生しやすい 粘性土やレキが混じると液状化は発生しにくくなる 液状化現象は 液状化層圧 と 表層圧 に相関関係がある 15
新潟地震の教訓その 2 液状化による被害 地盤の側方流動, 橋桁の落橋 建物基礎 支持杭の損傷 埋設管の被害 ( マンホールの浮き上がり : 新潟の特徴 ) 液状化危険度評価法の確立と危険度マップ 設計法 ( 建物基礎 ) の改訂 被害を教訓に設計法を改訂 16
液状化以外の被害 : 海岸低地の冠水 新潟地震 40 周年事業より 居住地の地形特性 過去の災害履歴を知ることは, 防災上重要 17
中越地震 ~ 液状化被害 ~
日時 :2004 年 10 月 23 日 17 時 56 分 規模 : マグニチュード 6.8 震源地 : 川口町北部地下 13km 震度 :7 ( 川口市 ),6 強 ( 小千谷市 ) 全県 : 死者 48, 重傷者 634 全壊 3,173, 大規模半壊 2,144 道路 6,064, 河川 229, がけ崩れ 442 産業技術総合研究所資料 19
活発な余震 本震 : M=6.8 ( 最大震度 7) 40 分以内 : M=6.3 ( 最大震度 5 強 ) M=6.0 ( 最大震度 6 強 ) M=6.5 ( 最大震度 6 強 ) 4 日後 : M=6.1 ( 最大震度 6 弱 ) 15 日後 : M=5.9 ( 最大震度 5 強 ) 産業技術総合研究所資料 余震による被害の拡大 20
中越地震の教訓 地震動 どこでも発生する地震規模 ( 直下型地震 ) 余震による被害の拡大 ( 地震後の防災 ) 複合災害 地震動と降雨の複合災害 雪氷災害の拡大 (2 次被害 ) 人工地盤の被害 谷埋め盛土の崩壊 埋戻し土の被害 21
液状化による被害 1 燕市 三条市 遠隔地でも液状化被害 与板町 見附市 信濃川沿いの砂質地盤 砂丘の麓 柏崎市 刈羽村 長岡市 小千谷市 本震 十日町市 大和町 塩沢町 ( 地盤工学会 中越地震災害調査委員会報告書 ) 22
液状化による被害 2: 旧河道と液状化 ( 水田 ) 葛巻 1 新町 3 ( 丘陵部 ) N ( 水田 ) ( 水田 ) 葛巻 2 新町 1 本町 2 嶺崎 1 南本町 2 南本町 3 南本町 1 旧河道 刈谷田川 ( 現在 ) ( 水田 ) ( 水田 ) 熱田町下新町 ( 水田 ) 双葉町 嶺崎 2 月見台 1 ( 丘陵部 ) 月見台 2 ( 水田 ) 刈谷田川 ( 水田 ) ( 水田 ) 緑町 ( 水田 ) 名木野町 ( 水田 ) 明晶町 ( 水田 ) 凡例 ( 水田 ) ( 水田 ) 噴砂範囲 ( 丘陵部 ) 0 500m ( 地盤工学会 中越地震災害調査委員会報告書 ) 23
液状化による被害 3: 噴砂による被害 ( 地盤工学会 中越地震災害アーカイブス ) 液状化が発生すると噴砂や不同沈下を起こすために, 構造物に被害が生じる 24
液状化による被害 4: 堤体の損傷 ( 新潟県 ) 縦断方向に亀裂の発生 旧河道との交差点では被害の拡大 : 液状化 25
液状化による被害 5: 砂丘と液状化 砂丘 粘性土 宅地地盤の液状化被害 ( 地盤工学会 中越地震災害調査委員会報告書 ) 加筆 1 砂丘ふもとにて新砂丘の液状化 2 砂丘間低地の砂質土による埋め土地盤の液状化 26
液状化による被害 6: 埋戻し土と液状化 ( 地盤工学会 中越地震災害アーカイブス ) マンホール 埋設管の浮き上り ( アジア航測 ) 砂置換 ( 砂利採取 ) による液状化 掘削地の埋戻しは砂質土を使用するために, 地震時に液状化を起こす 27
その他被害 : 埋戻し土 ( 人工地盤 ) の沈下 ( 地盤工学会 中越地震災害アーカイブス ) 埋設管の埋戻し土 ( 砂質土 ) の沈下 ( 十日町土木部 ) JR ほくほく線の開削トンネル工事における埋戻し土 ( 砂礫土 ) の沈下 埋戻し土 盛土 ( 人工地盤 ) は締固めが十分でないために, 振動により沈下することが多い 28
液状化被害のまとめ 発生箇所 旧河道 砂丘麓との相関 埋戻し土 粘性土地盤での敷き砂 埋戻し土の液状化機構 液状化の継続時間の長期化, 地盤の応答が大きく液状化し易い 埋戻し土 粘性土地盤 29
液状化被害の教訓 危険箇所の抽出 旧河道 砂丘麓など地形 地質の活用 GISの活用 : 広域調査 ( 地盤 DB) と防災活用 危険箇所の液状化対策 地盤改良工法 : 技術開発の課題 埋戻し土の液状化対策 締固め工法 ( 揺すり込み沈下防止 ): 施工法開発 地盤改良工法 宅地基盤対策 液状化対策 : 簡易な施工法 30
中越沖地震 ~ 液状化被害 ~
日時 :2007 年 7 月 16 日 規模 : マグニチュード 6.8 震度 :6 強 ( 柏崎市 ) 全県 : 死者 11, 負傷者 1307 産総研地質調査総合センター 32
液状化被害 1: 地震による繰返し液状化 柏崎市鯖石川流域, 刈羽村は中越地震および中越沖地震で繰返し液状化被害が発生した 33
液状化被害 2: 地盤の大規模流動 鯖石川流域の液状化に伴う地盤流動 34
液状化被害 3: 傾斜地の側方流動 地盤の液状化に起因して傾斜地の砂質地盤が沈下 側方変位を起こした 建物は水平変位, 不同沈下により大きな被害を受けた 35
液状化被害 4: 噴砂に伴う地盤変位 地盤の液状化により激しい噴砂 ( 道路に土嚢 ) が生じた 噴砂に伴う沈下により, 建物基礎が傾斜 損傷した 36
液状化被害 5: 不同沈下による基礎被害 37
液状化と地盤① 柏崎市松並町 被覆砂丘 (m) -6.0-4.0 三角州 Matsunami A SWS:No.8 5 10 15 20 25-2.0 SWS:No.9 S-v el ocity 5 10 15 20 25 5 00.00 Depth 0.0 2 2.0 4 2 3 60.00 4.0 6 4 2 80.00 6.0 8 6 2 20.00 8 1 60.00 被害大 8.0 1 0.0 1 30.00 1 2.0 1 00.00 1 4.0 7 0.0 0 4 0.0 0 1 6.0 0.0 5 0.0 1 00.0 1 50.0 2 00.0 2 50.0 3 00.0 3 50.0 4 00.0 松 波 A 測線 被覆砂丘 -6.0-4.0 (m) 三角州 Matsunami B SWS:N o.11-2.0 B線 SWS :No.10 5 10 15 20 25 S -velocity 5 10 15 20 25 0.0 5 00.00 2 Depth 2.0 4.0 2 4 3 60.00 2 80.00 6.0 6 2 20.00 8.0 8 1 60.00 10.0 12.0 1 30.00 1 00.00 14.0 7 0.00 4 0.00 16.0 0.0 50.0 100.0 15 0.0 2 00.0 2 50.0 3 00.0 松波 B 測線 図 3 50.0 (m/sec) (m) Distance A線 5 00.0 A線 Distance (m) 4 50.0 B線 柏 崎市 松 波 地区 縦 横比 ５ １ 表面波探査試験とSWS 38 (m/sec)
液状化と地盤 2: 柏崎市橋場町 中越沖地震で液状化被害の大きい場所 G H SWS20 B D I 2006 年測定 中越地震で液状化被害の大きい場所 A C SWS19 2006 2007 年測定 2007 年測定 39
宅地の地盤改良効果 地盤改良区間 Depth (m) -2.0 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 Surface-wave method 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 (m) Distance S-velocity 500.00 330.00 240.00 160.00 120.00 80.00 40.00 (m/sec) 40
液状化と地盤 3: 刈羽村 41
液状化と地盤 4: 刈羽村 砂丘 斜面崩壊 粘性土 ( 地盤工学会 中越地震災害調査委員会報告書 ) 加筆 斜面崩壊の発生 1 砂丘ふもとに切土により宅地地盤の構築 2 砂丘切土斜面が支持地盤の液状化により崩壊 42
液状化と地盤 5: 被害形態 1 砂丘に近い方が地下水位が高いために液状化による地盤沈下が発生しやすい 2 支持地盤の液状化により斜面崩壊が発生すると, 隆起が生じる場合がある 43
液状化と地盤 6: 現地調査と現象の考察 中越沖地震後 Depth (m) -10.0-8.0-6.0-4.0-2.0 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 Kariwa E 新砂丘埋土古砂丘沖積粘土層 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 110.0 120.0 130.0 140.0 Distance 表面波探査試験 S-velocity (m) 500.00 360.00 280.00 220.00 160.00 130.00 100.00 70.00 40.00 (m/sec) 44
液状化と地盤 7: 砂丘斜面の崩壊 45
繰返し液状化 1: 地盤補強効果 地盤の沈下 建物には鋼管杭による補強が行われており, 建物は沈下しないが地盤は沈下したため下水管などの損傷を受けた 46
繰返し液状化 2: 宅地地盤の繰返し被害 不同沈下量 (mm) 傾斜角 中越 中越沖 地震後の対策工 A 1133 161/1000 全壊 全壊 新築 ( 在来工法 ) B C D E F G H I J K L M 278 263-62 88 251-175 72 129-187 30/1000 18/1000-5/1000 6/1000 12/1000-18/1000 6/1000 7/1000-10/1000 全壊全壊全壊全壊半壊 - 全壊全壊 - 全壊全壊黄 全壊全壊全壊全壊半壊 - 全壊全壊 - 緑黄緑 - 新築 ( 柱状工法 ) 改築 ( 在来工法 ) 新築 ( 在来工法 ) 改築 ( アンダーピニング ) 無体策新築 ( 鋼管杭 ) 改築 ( アンダーピニング ) 無体策新築 ( 鋼管杭 & 暗渠 ) - 無体策 N - - 黄 赤 - 47
宅地地盤対策の課題 : 鋼管杭の施工事例 砂質地盤 粘性土地盤 48
宅地地盤の液状化被害 宅地被害と地盤特性の相関明確化 砂質地盤 良い地盤, 地震時には弱い 粘性土地盤 悪い地盤, 地震時には良好 既存宅地地盤の液状化対策 対策工法 設計法の開発 ハザード マップの作成 危険度評価技術の開発 住民への広報活動 49
地盤情報の利活用
地盤情報とその活用 地盤情報 地形 地質 土質 ボーリング データ 地盤を知る手がかり 多大な労力と経費 活用 土木 建築における設計 施工 防災計画 51
地盤 DB による高度利用 デジタル データ化 情報の追加, 削除, 複写 情報の再利用, 総合化, 流通 コンピュータと通信技術 データのネットワーク活用 リアルタイム情報更新 ソフトウエア (GIS( 地理情報システム )) データの統合 可視化 52
地盤情報のデジタル化 情報の蓄積管理と検索 膨大なデータの管理 DB による検索機能 データのコンピュータ処理 デジタルデータの加工 処理 地質断面図 データプロット コンター図 流通性 必要な情報を必要な時に活用 53
地盤 DB の構築 大量のボーリング データ収集 地震防災 : 液状化マップ 地盤研究 : 地盤図 地盤 DB の公開 地盤図の頒布 情報公開と社会基盤データ 社会基盤アーカイブ : 地図と同様 高度利用化 54
地盤 DB の高度利用 地域地盤研究 広域情報による地盤構造の理解 合理的な調査 設計 施工 情報の統合 時系列データ : 過去 現在 未来 土地利用 施工情報 多種多様な応用分野 55