05/19'11
JMA観測点で記録された地震動―2011年東北地方太平洋沖地震

大崎市古川三日町で破壊力のある地震動が記録されています
→その後の解析で破壊力はさほどでもないことがわかりました.

 気象庁強震観測点の強震波形が公開されたので,その性質について検討した.

 地動最大加速度,地動最大速度および計測震度を以下に示す.

    観測点名           PGA   PGV   計測
                           震度
    4B910(JMA大崎市古川三日町)  567.7  80.0  6.21
    4BF10(JMA郡山市朝日)     504.8  42.7  5.53
    8A310(JMA松島町高城)     367.6  63.2  5.74
    8A410(JMA涌谷町新町)     462.9  81.5  6.02
    8A510(JMA登米市中田町)    443.6  58.0  5.75
    8FE10(JMA常陸大宮市中富町)  440.2  34.9  5.56
    8FF10(JMA鉾田市鉾田)     496.1  47.5  5.58
    90310(JMA那須烏山市中央)   670.1  34.6  5.59
    D2E10(JMAいわき市三和町)   604.2  40.8  5.75
    E0610(JMA仙台宮城野区五輪)  411.3  51.8  5.69
    E0810(JMA石巻市泉町)     623.3  31.9  5.52
※PGA: 地動最大加速度(cm/s2),PGV: 地動最大速度(cm/s),いずれも水平2方向ベクトル和


                   観測点位置図         

加速度波形(水平2方向ベクトル和最大方向)を示す.記録時間が120秒までしかないので,主要動の途中までしか記録されていないものもあることに注意.

加速度波形作成中
4B910(JMA大崎市古川三日町)

加速度波形作成中
4BF10(JMA郡山市朝日)

加速度波形作成中
8A310(JMA松島町高城)

加速度波形作成中
8A410(JMA涌谷町新町)

加速度波形作成中
8A510(JMA登米市中田町)

加速度波形作成中
8FE10(JMA常陸大宮市中富町)

加速度波形作成中
8FF10(JMA鉾田市鉾田)

加速度波形作成中
90310(JMA那須烏山市中央)

加速度波形作成中
D2E10(JMAいわき市三和町)

加速度波形作成中
E0610(JMA仙台宮城野区五輪)

加速度波形作成中
E0810(JMA石巻市泉町)

また,弾性加速度応答スペクトル(減衰定数5%,水平2方向ベクトル和)を示す。

弾性加速度応答スペクトル作成中
(1)JMA大崎市古川三日町  (2)JMA郡山市朝日  (3)JMA松島町高城
(4)JMA涌谷町新町      (5)JMA登米市中田町
弾性加速度応答スペクトル作成中
(1)JMA常陸大宮市中富町  (2)JMA鉾田市鉾田  (3)JMA那須烏山市中央
(4)JMA石巻市泉町      (5)JMA仙台宮城野区五輪
弾性加速度応答スペクトル作成中
(1)JMAいわき市三和町

過去の強震記録と比較して示す.
弾性加速度応答スペクトル作成中
(1)JMA大崎市古川三日町

提案する算定法による震度を以下に示す.提案する算定法による震度は,0.1-1秒(計測震度=人体感覚,室内物品の動きに対応),0.5-1秒(建物の中小被害に対応),1-2秒(建物の大きな被害に対応)という3つの周期帯ごとの地震動強さを震度という共通の指標で見ることができるものである.

 観測点名          計測 0.1-1秒 0.5-1秒 1-2秒  提案
               震度  震度  震度  震度   震度
 4B910(JMA大崎市古川三日町) 6.21  5.93  5.66  6.35  6.35
 4BF10(JMA郡山市朝日)    5.53  5.77  5.47  5.02  5.47
 8A310(JMA松島町高城)    5.74  5.65  5.39  5.82  5.67
 8A410(JMA涌谷町新町)    6.02  5.86  5.57  5.97  5.95
 8A510(JMA登米市中田町)   5.75  5.60  5.15  6.03  6.03
 8FE10(JMA常陸大宮市中富町) 5.56  5.64  5.19  4.97  5.19
 8FF10(JMA鉾田市鉾田)    5.58  5.88  5.59  5.08  5.59
 90310(JMA那須烏山市中央)  5.59  5.60  5.07  4.84  5.07
 D2E10(JMAいわき市三和町)  5.75  5.65  5.03  4.76  5.03
 E0610(JMA仙台宮城野区五輪) 5.69  5.75  5.41  5.25  5.41
 E0810(JMA石巻市泉町)    5.52  5.28  4.69  5.02  4.94

 ほとんどの強震記録は,K-NET, KiK-netのものと同様,1秒以下の短周期が卓越したもので,建物の大きな被害を引き起こすものではないが,唯一,大崎市古川三日町のものは,建物の大きな被害を引き起こす1-1.5秒が卓越していて,破壊力のあるものとなっている.1kmほど離れたK-NET古川(周辺に大きな被害建物なし)と比較すると

 

この1-1.5秒の部分だけが励起されており,表層地盤の影響が考えられる.微地形区分で見ると両者に違いはないが,この観測点周辺の状況を見ると,川や水路が流れていて地盤が軟弱である可能性がある.

 実際の被害状況は,全壊建物が10棟程度あり,調査した観測点の中では,須賀川市八幡町震度計と並んで,被害が大きかった地点で,被害と地震動の性質は対応している.ただし,被害レベルは,全壊率にして,数%程度であり,実際の被害は,地震動から考えられるものよりは小さいと言える.その原因については,今後の検討が必要である.

謝辞
強震記録は,気象庁,鉄道総合技術研究所より提供いただきました.地図作成にはgoogleマップを使用させていただきました。微地形区分には、J-SHISのものを使用させていただきました。

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