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Microsoft PowerPoint - ACECC_izawa_ _山口先生へ

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Academic year: 2021

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全文

(1)

Damage of Railway Structures

due to

2011 Great East Japan Earthquake

Jun IZAWA

Earthquake and Structural Engineering Lab.

Railway Technical Research Institute

(2)

Topics

1. Progress of Aseismic Techniques

for Railway Structures

2. Damage due to 2011 Great East Japan EQ.

(1) Damage of Structures due to Seismic Wave

(2) Damage of Electric Power Poles

(3) Damage due to Tsunami Attack

(4) Soil Liquefaction in Tokyo Bay area

3. Running Simulation of a train

(3)

Earthquake chronology in Japan

Earthquake M 1923 7.9 1927 7.3 1930 7.3 1948 7.1 1952 8.2 1961 7.0 1964 7.5 1968 7.9 1978 7.0 1978 7.4 1982 7.1 1983 7.7 1993 7.8 1995 7.2 Year Great Kanto EQ Kita-Tango Kita-Izu Fukui Tokachi-Oki Kita-Mino Niigata Tokachi

Izu Ohsima Kinkai Miyagi-Oki Uraga-Oki Nihonkai-Chubu Hokaido-Nansei-Oki Hyogo-ken Nambu Tottoki-ken Seibu 2000 7.3 Sanriku-Minami 2003 7.0 Tokachi-Oki 2003 8.0 Niigata-ken Chuetsu 2004 6.8

Japanese railways have experienced

many huge earthquakes.

Aseismic techniques

have been developed.

(4)

M 9.0,

Main Shock,

2:46 p.m.

M 7.7,

3:15 p.m.

M 7.5,

3:25 p.m.

M 7.4,

3:08 p.m.

2011 Great East Japan EQ.

Earthquakes over M 7 hit the East Japan Area 4 times a day!!!

(5)

Damage due to main shock

JR Kobe Line

1995 Hyogo-ken Nambu EQ.

2011 Great East Japan EQ.

Shear Failure

Bending Failure

brittle failure

ductile failure

Easy to repair

Countermeasure Works

(6)

After shock

0.1

0.5

1

5

50

100

500

1000

5000

(g

a

l)

周期 (sec)

スペクトルII

K-NET北上(NS方向)

3/11本震

4/7余震

( K-NET Kitakami)

Period (sec)

A

cc

el

er

a

ti

o

n

(G

a

l)

Almost the same scale after shock occurred in 7th April.

Main shock(11

th

March)

After shock(7

th

April)

Design earthquake

(Railway standard)

(7)

Damage due to After shock

第2愛宕BL、R3

3.11 after main shock

(8)

Damage of the Nagamachi viaduct

新青森 盛岡 東京 大宮 八戸 那須塩原 新幹線総合 車両センター 小山 宇都宮 郡山 福島 一ノ関 北上 いわて沼宮内 仙台

Sendai St.

Sendai St.

新青森 盛岡 東京 大宮 八戸 那須塩原 新幹線総合 車両センター 小山 宇都宮 郡山 福島 一ノ関 北上 いわて沼宮内 仙台

Sendai St.

(9)

Damage of the Nagamachi viaduct

Tohoku Line

Local Service

Tohoku

(10)

Damage due to seismic wave

Tohoku line Local service Designed with the Current Standard Tohoku Shinkansen

Designed with the old Standard In 1970s.

(11)

Soil Liquefaction

Many electric poles collapsed due to seismic intensity.

(12)

Damage due to After shock

Main shock(11

th

March)

土木 電気 50箇所 10箇所 1箇所 【凡 例】 新青森 盛岡 東京 大宮 八戸 那須塩原 新幹線総合 車両センター 小山 宇都宮 郡山 福島 一ノ関 北上 いわて沼宮内 仙台 土木 電気 50箇所 10箇所 1箇所 【凡 例】 新青森 盛岡 東京 大宮 八戸 那須塩原 新幹線総合 車両センター 小山 宇都宮 郡山 福島 一ノ関 北上 いわて沼宮内 仙台 盛岡 盛岡 仙台 仙台 北上 北上

Referred from Web site of JR East

(http://www.jreast.co.jp/press/earthquake/index.html)

(13)

Damage due to After shock

Fully opened

on April 29, 2011

Suspended 48 days

after the earthquake

Given by JR-East 盛岡~新青森 3月22日運転再開 新青森 盛岡 東京 大宮 八戸 那須塩原 新幹線総合 車両センター 大宮~那須塩原 東京~大宮 3月12日運転再開 小山 宇都宮 郡山 福島 一ノ関 北上 いわて沼宮内 3月15日運転再開 仙台 土木 電気 50箇所 10箇所 【凡 例】 福島~一ノ関 4月下旬までには運転再開予定 那須塩原~福島 4月12日頃に運転再開予定 一ノ関~盛岡 4月7日に運転再開予定

Shin-Aomori

Morioka

Sendai

Omiya

March 15

March 22

April 7

April 29

April 12

March 12

(14)

Damages of Tohoku Shinkansen

http://www.jreast.co.jp/pdf/restore02.pdf 7thApril Shin-Aomori St. Morioka St. 22th March 29th March 12th March Ichinoseki St. Sendai St. Fukushima St. 15th March Nasu-Shiobara St. Tokyo St.

Damaged Structures

Damaged Electric Poles

Ohmiya St.

(15)

Damage of Local Lines

Field Trip Area

Morioka St. Sendai St. Fukushima St. Shin-Aomori St. Hachinohe St.

JR Kesennuma Line

JR Yamada Line

JR Hachinohe Line

JR Senseki Line

Attacked by Tusnami

(16)

Damage by Tsunami

JR Yamada Line

Heigawa Bridge

The bridge girder was washed away

by Tsunami.

(17)

Damage by Tsunami

JR Kesennuma Line

Tsuyagawa Bridge

The bridge girder was washed away

and the piers were overturned

by force of Tsunami.

(18)

Damage by Tsunami

Some rigid flame viaducts

bore tsunami.

Senseki-Sen,

(19)

Damage by Tsunami

JR Kesennuma Line

Tsuyagawa Bridge

No passengers on the trains were killed.

JR Kesen-numa Line

Minami-Kesennuma St.

Train Crews properly guided passengers

to refuge from Tsunami.

(20)

Soil Liquefaction

0 100 200 300 -1000 0 1000 加 速 度 (g a l) 時間 (秒)

Max. Acc. =

818

gal

1995 Hyogo-ken Nambu EQ.

Kobe city (Kobe JMA)

0 100 200 300 -1000 0 1000 加 速 度 (g a l) 時間 (秒)

2011 Great East Japan EQ.

Tokyo Bay(K-NET URAYASU)

Max. Acc. =

156

gal

Time(sec.)

Time(sec.)

A

cc

e

le

ra

ti

o

n

(G

a

l.

)

A

cc

e

le

ra

ti

o

n

(G

a

l.

)

Comparison between 2011 Great East Japan EQ. and 1995 Hyogo-ken Nambu EQ.

新青森 盛岡 東京 大宮 八戸 那須塩原 新幹線総合 車両センター 小山 宇都宮 郡山 福島 一ノ関 北上 いわて沼宮内 仙台

Tokyo Bay

About 350km

(21)

Soil Liquefaction

Tokyo St.

We are here now.

Shin-Urayasu St.

Tokyo Disney Resort

JR Keiyo Line

About 12km From Tokyo St.

(22)

Soil Liquefaction

http://www.nikkei.com/

Plenty of mud

Heavy Sand boil

Sand boil and settlement of houses

(23)

Soil Liquefaction

(24)

Urgent Earthquake Detection & Alarm System

Running Simulation of a train

(25)

Detection of P-wave

Arrival of S-wave

Surplus time

3 sec.

Estimate of Magnitude

And Location of Focus

Estimate of

Power

shut down

Stop train running

Before big shock

80 Detection points

Urgent Earthquake Detection & Alarm System

(26)

A New System for Early Earthquake Warning

About 180

Japan

Meteorological

Agency

Seismic Stations

P-wave

Seismic

Sensor

S-wave

Seismic

Source

Japan Meteorological Agency

A new method of estimating

epicenter distance and magnitude

A b so lu te A m p li tu d e (l o g a ri th m ic sc a le ) 1 second P-wave detected Amplitude Amplification rate Amplitude & Epicenter distance Epicenter distance Magnitude Seismic P-wave

GO!

GO!

STOP!

STOP!

Several

seconds

after

earthquake detected

GO!

GO!

OR

OR

Railway

companies

Train control

system,etc

Several

minutes

after

earthquake detected

Feeding current cut off,

trains stopped

Round instructions issued;

feeding current and

(27)

Derailment

Viaduct behaviors

Truck behavior

Simulation software named “

DIASTARS

D

ynamic

I

nteraction

A

nalysis for

(28)

Damage of railway structures due to 2011 Great East Japan EQ.

was relatively small

because of proper countermeasure works and seismic design method.

Some characteristic damages were observed, such as

Damage due to after shocks

Damage of electric power poles

Liquefaction due to low acceleration and long duration earthquake

Tsunami Attack.

(29)

The End

The End

参照

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