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宮島, 昌克 ; Miyajima, Masakatsu
概要:
金沢大学工学部<br />阪神・淡路大震災を契機として,ライフラインの構造安全性ばかりではなく,震中,震後の機能性能,震後の修復性の重要性が再認識された.また,要求される安全性のレベルや機能性能は必ずしも一律ではなく,目的,用途の重要性,緊
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急性に応じて選択可能なものであることも認識された.このような背景から本研究では,ライフラインが有するべき地震後性能について,目的,用途の重要性,緊急性を考慮に入れて検討を行うとともに,構造破壊と機能性能との関係をライフラインのネットワーク形状を考慮しながら整理することにより,ライフラインに対する性能規定型設計法の導入の可能性について議論した.まず,想定される地震被害を受けた後の上水道流量解析を行い,各供給点で取り出すことのできる水量,水圧を求め,これらの地震後性能と構造被害との関係について検討した.つぎに,必要とされる地震後性能が与えられた場合に,その性能を確保するために必要な耐震補強策を幾通りか提案することのできる手法について検討を加え,それぞれの補強策の優位性を地震後性能の観点から定量的に評価できる手法を提案し,考察を加えた.本研究では,単位水量の水が供給されなかったときの水の貨幣価値を単位水量損失と呼び,これと地震後に最低必要とされる水量からの不足水量との積を困窮度と定義し,地震後の機能性能を評価するための指標とした.なお,単位水量損失は地震発生からの経過日数により変化するものとし,阪神・淡路大震災の事例をもとにこの関数を定めた.この指標を用いて,いくつかの耐震補強案が示された場合の優位性を定量的に比較する手法を開発した.さらに,これらの研究成果をもとに,ライフラインシステムに性能規定型設計法を導入する場合の利点と問題点を議論した.<br />This study deals with a system performance of water supply system after an earthquake and prioritization of the retrofit. After the 1995 Hyogoken Nambu (Kobe) earthquake, the water supply system of Kobe City was completely disrupted and its principal functions were lost. It took about three months for complete recovery of water supply. Since it is not realistic that the earthquake damages were perfectly prevented against very rare but great earthquake like the 1995 Kobe earthquake, performance based design should be introduced into the lifeline system. Moreover, the retrofit prioritization is required in the system strengthening From the point of system performance because of the enormous piping length.First, a flow analysis of water supply pipelines was conducted in order to estimate under water supply points of a network after a scenario earthquake. The water supply pipeline network of Kanazawa City in Japan was adopted as a case study in this study. An effect of suspension and under supply of water on a civil society after an earthquake was estimated from the point of system performance. Based on the data in the 1995 Kobe earthquake, the relation between the day after the event and main purpose of water was shown and the minimum objective of water supply volume was given. Then a loss for water shortage was defined to evaluate the degree of effects of water shortage on a civic life. A loss of water shortage, which was a difference between supplied water volume and the minimum objective was evaluated by the value of money. The strengthening of water supply pipelines was studied to reduce the loss for water shortage due to the suspension and under supply of water after an earthquake. The results revealed that the total loss for water shortage seems to be one of the indices for evaluation of retrofit prioritization.<br />研究課題/領域番号:11650480, 研究期間(年度):1999-2000<br />出典：「地震後性能を考慮したライフライン系の耐震設計法に関する研究」研究成果報告書 課題番号11650480(KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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宮島, 昌克 ; Miyajima, Masakatsu
概要:
金沢大学工学部<br />まず,ライフラインの地震被害の重要な要因の1つである液状化のモニタリングについて検討した.すなわち,液状化地盤と非液状化地盤で観測された強震記録を収集し,液状化地盤における強震記録の特徴について考察した.振幅特性に
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注目し,上下成分と水平成分の比(以下,上下/水平比と記す)の経時変化を求めたところ,非液状化地盤においては水平加速度が最大値を示した後に上下/水平比が小さくなるのに対して,液状化地盤においては大きな値を示すことが明らかとなった.また,周波数特性としてランニングスペクトルに注目し,ランニングスペクトルの全体の体積に占める低振動数領域の体積の比や,卓越振動数の時間変化を評価することにより、液状化地盤の強震記録と非液状化地盤のそれとを区別することが出来た.そこで,これらの3つの指標を組み合わせることにより強震記録を用いた液状化判定方法を提案した.つぎに,液状化センサーなどによって数点での液状化の発生の有無が明らかになったときに,観測点以外の地域の液状化領域の推定方法について検討した.地盤統計学手法の一つであるクリギング法を援用して新潟地震の際の新潟市,日本海中部地震の際の能代市,兵庫県南部地震の際の神戸市臨海部を対象に液状化領域の推定を行い,推定精度の検証を行った.さらに,ライフライン施設の最適モニタリング位置に関して考察を行った.地震時のクリティカルポイントとなりうる箇所の抽出を,地震被害発生時における管路の流量解析を通して明らかにした後に,地震後の緊急対応などを考慮したライフラインネットワークの重要度を評価する手法を提案した.本研究では,各地区の人口のほかに総合病院,指定避難所,特別消防区域などを重要度評価の要因として考慮している.また,本手法を用いて金沢市上水道ネットワークを対象にケーススタディを行った.<br />This study deals with development of hybrid monitoring system of ground motion and lifeline facilities for early detection of their earthquake damage. First, the monitoring of ground failure, especially soil liquefaction was studied because liquefaction was one of the most crucial geotechnical hazards during an earthquake. In this study, strong ground motion records were used for detection of liquefaction. Amplitude characteristics of strong ground motion records were investigated. The time histories of the ratio of vertical ground acceleration to horizontal one was calculated from the strong ground motion records in liquefied and non-liquefied areas. As the ratio increased after the liquefaction occurred, the ratio seems to be one of the indices of detection of liquefaction. Frequency characteristics of the strong ground motion records were also studied. The running spectra and time histories of the predominant fequency of the strong ground motion records in liquefied and non-liquefie d areas were calculated. The decrease rate of the predominant frequency is the one of indices of detection of liquefaction.Next, the methodology for estimation of spatial liquefaction potential was proposed. The method was a geostatistical procedure which was called as Kriging technique using semi-variogram. This method was applied to estimation of liquefied sites by using the data obtained from boreholes at limited sites in Niigata, Noshiro and Kobe cities. The areas where the liquefaction occurred during the 1964 Niigata, 1983 Nihonkai Chubu and 1995 Hyogoken Nambu earthquakes, respectively, could be predicted relatively well.Furthermore, the optimum monitoring sites for lifeline facilities were investigated by case study of Kanazawa city. The critical points of pipeline network were clarified by the flow analysis after an earthquake, then the important sites for monitoring were determined in considering the crucial bases after an earthquake such as a general hospital, shelter, and so on.<br />研究課題/領域番号:08650545, 研究期間(年度):1996-1997<br />出典：「ライフラインの地震被害早期把握のためのハイブリッドモニタリングシステムの構築」研究成果報告書 課題番号08650545(KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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