地震災害の地盤液状化影響評価

愛知工業大学研究報告 第22号B 昭和62年

地震災害の地盤液状化影響評価

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The effect of ground liquefaction on earthquake damage to wooden houses is investigated. Th巴relationsbetween the damage ratio of wooden houses and the rank of ground earthquake

risk are obtained as shown in Fig. 8. Here， the definition of damage ratio is the ratio in percentage of the number of totally destroyed houses plus half number of half destroyed houses to the total number of houses， and the rank of the ground earthquake risk is defined as the function of the amplification of ground司motionamplitude and the predominant period of the

ground. The rank of ground earthquake risk is estimated in each one km2 mesh area in Nagoya

City. The damage ratio was obtained in the same mesh from each of three destructive earth. quakes of 1891 Nobi， 1944 Tonankai and 1945 Mikawa occurred around Nagoya City目Fromthe

ground conditions in Nagoya the earthquake damage is considered that the greater the rank of ground earthquake risk， the larger becomes the damage ratio. The e任ectof ground liquefaction

on earthquake damage to wooden houses becomes large for all of three destructive earthquak巴S

above mentioned.

Ground liquefaction causes to increase the damage ratio of these earthquakes and the rank of damage ratio increases in one or two grades which correspond to 10 to 30 per cent increases of the damage ratio

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まえカマき 161 地盤の液状化は地震災害を大きくしていることは，大 地震時にしばしば経験するところである。この地盤液状 化の影響が，地震災害にどの程度の影響を与えているか を，名古屋地盤について調べたので、報告する。 さな割合に，被害率が大きくなるところが見出されるが， その要因は，地盤の震動特性による被害とは異なる地盤 の液状化によるものと判断し，その関係を追究した。 名古屋地方においては，明治24年 (1891) 10月28日の 濃尾地震，昭和19年 (1944)12月7臼の東南海地震，昭 和20年(1945) 1月13日の三河地震があり，名古屋市に おいても多大の被害を生じたので，これらの地震を対象 として，その震害に対する地盤液状化の影響を調べるこ とにした。名古屋市における地盤の地震危険度は，地盤 の震動特性によって求められる。すなわち，地盤のS波 増幅度および卓越周期の関数で表わされる。それは，家 屋被害率は地盤のS波増幅度の大きいほど，また卓越周 期の大きいほど大きくなっているからである。このよう な一般性を考慮して，地盤の地震危険度をS波増幅度と 卓越周期の関数として定義し，この値の大きいほど地震 危険度が大きいとした。この場合地盤のS波増幅度と卓 越周期とを幾つかのランクに区分したので，地震危険度 もランク分けにした。危険度ランクの大きいほど被害率 が大きいことになる。ところが，地震危険度ランクが小

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波増幅度と卓越周期 前述の濃尾地震山東南海地震九三河地震3)の震害に対 応する名古屋市地盤の震動特性4開問はすで、に多年にわた って報告してきたので，それらによることにした。すな わち，地震基盤は第三紀層とし，地震波減衰を表わす

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値は20とし，入波S波の振幅に対する地表面の振幅比R の最大値を増幅度，その時の周期を卓越周期と定義した。 また，名古屋市の地盤を一辺1kmのメッシュに分割 し，各メッシュの地盤構造と地盤定数はボーりング孔に おける

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検層データから収集した。

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検層が行われ ないところは，筆者等の求めた経験式4)蜘}を用いて密度や

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波速度を計算によって求め，すべてのメッシュ地盤に ついてS波増幅度，卓越周期を求めた。 名古屋市地盤では地震基盤が東から西に向って傾いて いるので，それが浅いところではS波速度は約300m/s， 深いところで、約700m/sである。地震基盤が地表に露出 しているときのS波増幅度は2である。

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2 4防n 20 図2 名古屋市地盤における地盤卓越周期ランクの メッシュ別分布(ランクは表1による) 表1 S波増幅度および卓越周期のランク S波増幅度 卓越周期 S波増幅度 卓越周期 ランク ランク (sec) (sec) l 2 ~O_2 6 6 ~ 7 O ， 6~O ， 7 2 2 ~ 3 O ， 2~O ， 3 7 7 ~ 8 O ， 7~O ， 8 3 3 ~ 4 0_3~0 .4 8 8 ~ 9 O_8~O ， 9 4 4 ~ 5 0 ， 4~0 ， 5 9 9 ~ 10 0 ， 9~ 1. 0 5 5 ~ 6 0 ， 5~0 ， 6 10 10以 上 1.0 ~ こうして，求められた名古屋市地盤のS波増幅度は図 1に，また卓越周期は図2に示した。メッシュ中値が示 してないのはボーリングデータのない所であり，また図 2に示した棒印のメッシュは地震基盤が地表に露出して いるために応答曲線がフラットのため卓越周期が求まら なかったところである。図1.図2には表1に示したよ うなランク分類の値を示した。 図

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波増幅度は名古屋市の北西部から西部，南西 部にかけての地域で5~ 7 (ランク 5~ 6) と大きくな っており，特に臨海域において大:ぎな値を示しているこ とがわかる。図2の 卓 越 周 期 を み る と 東 部 地 域 で は 0_1~0 ， 3sec と比較的短いが，北西部から西部，南西部に かけての地域で0_3~ 1. 0sec と長くなっている。このよ うな周期分布は大局的には

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波増幅度の分布状態と類似 なパターンを示しているといえよう。既往地震の震害は， 北西部，西部，南西部に多いので，そのパターンは図1， 図 2のパターンと同様であり，その数値の大きなところ が危険地ということになる。

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名古屋地盤の地震危険度 名古屋市地盤の地震危険度のランク区分は表liこ示す 通りとし， 1から10に分類した。その区分は図3の通り である。図1に示した

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波増幅度の各メッシュにおける 値と，そのメッシュにおける卓越周期の値とを対応させ て図3から地震危険度ランクを読みとり，それを図に示 したのが，図 4である。この図 4に示す地震危険度は地 震動によって地盤が示す震動特性のみから定まる数値 で，その値の大きなところは

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波増幅度が大きく，卓越 周期も大きいところで，震害の大きいことが予想される のである。 図4の地震危険度図において，棒線印のメッシュは卓 越周期が決まらなかったもので， したがって，地震危険

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波増幅度と卓越周期との関係 0.60.81.0 周 期 (sec) 0.4 卓 越 0.2 図3 名古屋市地盤の地震危険度ランクの メッシュ別分布 図4

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波増幅度が大きいほど，また卓越 周期が長いほど，ランクが大きくなるように定義してあ るから，図lおよび図2に示された分布ノ之ターンが一層 強調されたパターンとなって図4に示されたとも考えら れる。 図4の地震危険度図をみると，名古屋市の北西部で3 ~5 ，西部で 4~6 ，南西部で 5~8 となっている。都 心 部 お よ び 東 部 で は 大 部 分 が2であり 3のところもあ る。河床部や丘陵谷部にあたるところは，局所的に4く らいのところもみられ，危険度のやや大きいメッシュも 点在している。 濃尾地震，東南海地震，三河地震における住家被害率 分布に対する地盤の地震危険度分布との関係を調べてみ よう。ここに，住家被害率は，住家全壊家屋数に住家半 壊数の半分を加え，その数を住家全戸数で割った百分率 である。また，濃尾・東南海・三河の各大地震における 地盤の液状化地点は，それぞれの地震災害の項で報告1)制 されているので，それらを用いた。 名古屋市地盤における濃尾地震の住家被害率 ランクのメッシュ別分布 えられる。断層の影響が著しかったと思われるところは， 図 5 のメッシュ番号 E~G の 9 ~13， H~ 1 の 16~19 な どであり， H~L の 5~8 では地変が著しかった。地盤 の液状化現象が現われたのは， C~D の 16~18， D~E の 11~12 ， Fの8~9 ， H の 10~1，1 Jの9などである。 図5 4.濃尾地震・東南海地震・三河地震の被害率分布 1891年の濃尾地震・1944年の東南海地震・1945年の三 河地震の住家被害率のメッシュ別分布を図5，図6，図 7にそれぞれ示した。濃尾地震の住家被害率は図5から わかるように，南部の臨海域におけるよりは市の北西部 から西部にかけて大きくなっている。濃尾地震の震源は 岐阜県根尾村にあり，濃尾地震にも断層や液状化現象に よる被害が著しかったので，その影響が大きいものと考

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地盤の地震危険度と地震被害率との関係 地盤の地震危険度ランクに対して地震被害率を，名古 屋市の同一メ之シュから求めて図示したのか図8であ る。図8の上段は濃尾地震，中段は東南海地震，下段は 三河地震の場合であり，縦軸には住家被害率を，横軸に

地震災害の地盤液状化影響評価 165

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図 B 濃尾地震・東南海地震・三河地震における 名古屋市地盤の地震危険度ランクと住家被 害率との関係 黒印は地盤液状化を示す 古屋市港区および南区における地盤液状化の影響が，被ー 害率を大きくしているのである。 以上三つの大地震の場合において，すべて地盤の液状 化が地震被害率を大きくしているといえる。この地盤液 状化の影響は濃尾地震においては被筈率をlランク高 め，東南海地震では被害率を1 (時には 2)ランク高め ている。また三河地震においては被害率をlランク高め ている。被害率のランクは三つの地震それぞれちがうの で，その数値を示すと次のようになる。 濃尾地震では液状化の影響は住家被害率が10%増(例 えば50~60% が60~70% になる〕である。 東南海地震では液状化の影響は2倍以上(例えばl ~5% が 5~10% になるなど〕被害率が大きくなる。最 大の影響は30%となっている。 三河地震では東南海地震と同様に2倍以上(例えば0.5 ~1% が 1~5% になる〉被害率が大きくなっている。 このように，地震災害の地盤液状化の影響はだいたい 10~30%増加となっているといえよう。 6.おわりに 地震災害の地盤液状化影響評価に.1891年の濃尾地震， 1944年の東南海地震.1945年の三河地震の三つの既往地 震の名古屋市における住家被害率を対象に調査研究し た。このために名古屋市地盤の震動特性としてS波増幅 度および卓越周期を関数とする地盤地震危険度を定義し て用いた。この地盤地震危険度と地震による住家被害率 との対応から，地盤液状化のない震動特性のみによる地 震動災害を定めて，液状化のある場合の地震被害率と対 比した。 こうして地盤液状化の影響評価を求めると，地震住家 被害率は10~30%程度大きくなることがわかった。 参考文献 1 )飯田汲事:明治24年(1891)10月28日濃尾地震の震 害と震度分布，愛知県防災会議地震部会 1“304. 1979 2 )飯田汲事.昭和19年12月7日東南海地震の震害と震 度分布，愛知県防災会議地震部会. 1 -120. 1977. 3 )飯田汲事.昭和20年1月13日三河地震の震害と震度 分布，愛知県防災会議地震部会. 1 -96. 1978. 4)飯田汲事・正木和明・坪井利弘

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波重複反射理論 による名古屋地盤の地震応答計算，愛知工業大学研 究報告.No.l3B. 181-190. 1978. 5) 飯田汲事・正木和明・楓重彦目名古屋地盤の振動 特性に関する研究，愛知工業大学研究報告.N.13B. o 191-200. 1978. 6) 飯田汲事・正木和明・谷口仁士・坪井利弘・宮永良 一:名古屋地盤の地震波増幅度および地震危険度， 名古屋市防災会議地震部会. 1 -143. 1979. 7 )正木和明・坪井利弘・谷口仁士・飯田汲事:名古屋 地盤のS波増幅度特性，愛知工業大学研究報告.No.l4 B. 227-233. 1979. ( 受 理 昭 和62年1月25日〉