鈴木陽貴

2019年山形県沖の地震による小岩川地区の地震動と地震被害に関する研究

池田隆明

地震被害と表層地盤の特性の関係について様々な研究がされている．一般に軟弱な地盤ほど構造物の被害が多く，硬質な地盤ほど構造物の被害が少ないと考えられている．しかし，新潟県中越地震や熊本地震などにおいて一般的な知見と異なる傾向が確認されている．これらから表層地盤の特性によって構造物の被害が異なることが明らかにされている．2019年に発生した山形県沖の地震においても隣接した地区で木造家屋の屋根瓦の被害率に大きな差異が見られた．震源からの距離は同程度であるため，入力地震動に差はないと考えられる．そこで本研究では，表層地盤の特性が住家被害に差をもたらしたと考え，表層地盤の特性による構造物被害を明らかにする研究の1つとして現地調査を実施し，各種物理探査と地震応答解析から表層地盤と木造家屋の屋根瓦被害の関係を明らかにする研究を行った．
小岩川地区の地震応答解析をするためには解析パラメータと入力地震動が必要となる．小岩川地区におけるボーリングデータや土質試験結果，地中観測波形が得られなかったため，各種物理探査を用いて地盤構造の把握とともに解析パラメータを入手した．物理探査結果から，小岩川地区中央部の被害が多かったエリアは表層が他のエリアと比較すると深くなっていることがわかった．入力地震動については最大震度を観測した新潟県村上市府屋の地表面波形から引き戻し計算を実施し，震源距離に大きな差はないことから距離減衰については考慮せず，引き戻した波形を入力地震動として入力した．各種物理探査と地震応答解析によって得られた解析パラメータから小岩川地区の被害別に分けた3地点で1次元等価線形解析を実施した．解析結果から，小岩川地区中央部の被害の多かったエリアは最も大きな加速度を示した．加速度応答スペクトルを見ると，被害の多かったエリアは被害の少なかったエリアの1.4倍の応答を示した．また，物理探査における常時微動計測結果から被害の多かったエリアは木造家屋の固有周期内に入っていることがわかった．
これらの結果から，小岩川地区内にいても地盤構造が異なり，表層が深くなっているエリアほど大きな地震動を示したことがわかった．また，被害の多かったエリアは木造家屋の固有周期内にあるため，共振現象を引き起こすことで屋根瓦被害が多くなったのではないかと考えた．