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2011年5月 6日 (金)

常時微動観測 地盤の揺れ易さの特性を知る

耐震設計を行うためには、その場所の地盤特性(揺れやすさ)を知る必要があります。
そのための観測機器として、下のような地盤の微動を測定できる地震計(アタッシュケースほどの大きさです)が使われています。

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 現在港を作るための基準では、施設を作る場所の「サイト増幅特性」を常時微動観測により調べて、その地盤が地震がきたときにどのようなゆれ方をするのか調べて設計をします。
 地震動の特性を示す、フーリエスペクトルと、その場所の地盤特性を示すサイト増幅特性の周期(周波数)のピーク比べれば、対象となる地震動に対して揺れやすいのかどうかの特徴が判ります。下は、国総研のページに有る地震動のフーリエスペクトルの例(借用します)です。(ピークが1.0Hzに有ります、周波数1Hz(周期1秒)の成分のエネルギーが強いということです)

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中はこんな感じで、東西南北上下の3成分の加速度が測定・増幅して記録できます。

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地盤の揺れにより支配されやすい土木構造物の場合は周期0.5から2.0秒(周波数0.5から2.0Hz:T=1/f)の地震動が最も施設の被害が出やすいといわれています。
以前、書きましたが今回のM9.0の東北地方太平洋沖地震のフーリエスペクトル(前の記事)では周期が短いところにパワーのピークがあったことから本震では建物や構造物への被害が小さかったと考えられます。
4月7日のM7.1の余震では、1秒前後の周期帯にピークが近づいたためであろうと思われ、建物のガラスが割れる、壁にひびが入るなどの被害が発生していると思われます。
私も、4月8日に仙台市内より気仙沼市に向かいましたが、新たにショーウインドウのガラスが割れたなどの被害が見られました。

そこで、その場所(地盤)の揺れ易さの特性を知り、これに対応した耐震設計を行うための観測が常時微動観測となります。

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