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深い軟弱地盤の非線形地震効果:震害の教訓・百年の認識と未来の課題
CHEN Guoxing
,
FANG Yi
,
WU Shuanglan
,
WU Qi
,
Charng Hsein JUANG
,
DOI:
10.13409/j.cnki.jdpme20260117003
摘要
局所的な地盤条件は地震動特性を大きく変化させ、特に深い軟弱地盤の増幅効果は構造物の損壊を悪化させ、巨大都市の大災害を引き起こす重要な要因である。本稿では、地盤地震効果の典型的なマクロ現象および示唆、百年にわたる認識と科学的課題を体系的に述べる。まず、サンフランシスコ湾地域(1906年 Mw 7.8 および1989年 Mw 6.9 地震)、メキシコシティ盆地(1985年 Mw 8.1 および2017年 Mw 7.1 地震)、渭河盆地(2008年 汶川 Ms 8.0 地震)、東京湾地域(例:1923年 Mw 7.9 および2011年 Mw 9.1 地震)など典型的な深い軟弱堆積地帯におけるマクロ地震被害現象および強震動記録を基に、深軟地盤の非線形な地震効果増幅の共通特性を明らかにした。これには長周期地震動の顕著な増幅、強震動継続時間の明確な延長、地盤-構造物の二重共振、および盆地縁辺効果等が含まれる。次に、1次元周波数領域等価線形法から時間領域非線形法(全応力および有効応力法)、さらに複雑な2次元/3次元非線形波動数値シミュレーション法にいたる地盤応答解析手法と対応ソフトの発展の経緯を体系的に説明し、各種手法の理論的基盤、ボーリング井戸型観測点の記録に基づく検証および適用可能性を評価した。最後に、中国の海河平原、長江三角洲などの極厚軟弱地盤都市群が直面する潜在的な極端地震リスクに関して、現在の研究で突破が求められる3つの基礎的課題、すなわち極深軟弱地盤の強非線形挙動を有効に表現する構成モデル、地域スケールの極深軟弱複雑地盤の空間変異性ならびに関連パラメータ不確実性を合理的に表現する数値モデル構築法、高効率・高精度の2次元/3次元非線形波動シミュレーション法を指摘する。これらの課題の克服は、地盤効果の科学的理解を深化させ、都市地震レジリエンス理論を発展させ、将来の大震災リスクを効果的に制御するために極めて重要な科学的・工学的意義を持つ。
关键词
地盤地震効果;深い軟弱地盤;盆地効果;長周期地震動増幅効果;非線形;強震動記録;地盤応答解析手法
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