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地震動と地盤

地震動は断層の発生による岩盤応力の瞬間的解放が弾性波として伝搬し、岩盤上の表層地盤を揺るがすことになります。この時地中では、屈折や反射という現象が発生しています。水と空気のように伝わる速度が異なる物質の中を光が進行する時、光は境界で反射したり屈折したりします。

 

このようなことは、地震動が岩盤を介して表層地盤に伝わるときにも発生します。断層に起因する地震動の多くは堅い岩盤中を伝搬し、表層のような柔構造の地層との境界においては屈折上昇します。また、比較的遠方で発生した地震の場合においても、その動きは地中の堅い地盤を経て表層地盤に鉛直に近い角度で伝搬し、このときに増幅の作用が働きます。さらに、堅い地盤の固有周期を計算すると、短いために、地震の揺れも短周期成分が増幅されるのに対して、柔構造地盤は固有周期が長いため、長周期成分は増副されやすくなります。そのため、地盤が軟らかいと地表の地震動は周期の長い成分を多く含むことになります。

 

これは阪神淡路大震災のときの地震動強さの分布でも良く表れています。震災の帯といわれる加速度が大きかった地帯では、増幅も大きかったようで、山側になると地盤も堅く増幅は少なかったようです。それに対して埋め立て地である人工島では非常に周期が長くなり、加速度としてはあまり大きくならず、建築物被害もあまりありませんでした。

 

阪神淡路大震災においては、その特徴的な地形が影響し揺れを増幅したといわれています。これは、表層の柔構造の地層がだんだん薄くなることに伴い、そこに到来した地震動の振幅が一層増幅されることによるものです。津波の高さが沖合では数十センチくらいなのに、入り江の浅いところ急に高くなり数メートルに達するのと同じ現象です。津波でなくとも海岸に押し寄せる平凡な波でも同じ様子を見ることができます。

 

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