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無視される地震の縦波被害、その理由は原発崩壊?!
地震が起こると、震源の地盤が破壊されると同時にそこから二種類の地震波が発せられる。ひとつは縦波でもうひとつは横波だ。縦波とは波の進行方向と振動の方向が同じものを言い、疎密波とかエネルギー波、衝撃波と言われる。音はこの縦波だ、横波は波の進行方向と振動の方向が直角の関係にあるものを言う。横波はせん断波とも言う。電波とか日光はみな横波になる。放射線の一種であるガンマ線も横波の一種だ。
横波は地盤を伝わり、空気中や海中を伝わることが出来ない。縦波は地盤だけでなく空気中や海中も伝わることが出来る。また、縦波は硬いものの中をより速く伝わる。
地震波としての縦波は横波よりも進む速度が速い。そのため地震の縦波をP波(Primary wave:最初の波)と言う。横波はS波(Secondary wave:二番目に来る波)と言う。緊急地震速報は先に来るP波を検知して本振であるS波の到来を予測するもの。
更に、地表に主に横波が到達した結果、地表に沿って振動が伝わることがある。これを表面波という。最近よく報道される長周期地震はこの表面波の影響で起こる。
縦揺れ、横揺れというが、これと縦波、横波が一対一に対応しているわけではない。横波がほぼ水平方向から伝わってくれば縦揺れを感じることになることもある。更に表面波が縦揺れを起こす場合もある。
縦波は非常に減衰しやすい。そのため、P波のことを初期微動と呼ぶことが多い。地震波の内最初にくる弱い揺れと言うことだ。日本は地盤が軟らかい場所が多く、都市部のほとんどは、砂礫とか粘土層で出来ている地盤の上にあるので、それが更に縦波を減衰させている。だから、地震が起こったとき、突き上げるような縦揺れを感じたということがあっても、それはほとんどの場合縦波の影響というよりは横波の影響であるはず。更に、表面波も縦揺れをもたらすことがある。
地震縦波の影響として知られている現象は海震というものだ。1933年(昭和8年)3月3日に、岩手県釜石市東方沖約200km(北緯39度7.7分、東経144度7分)を震源として発生したM8.1の昭和三陸地震での海震の記録を http://repository.dl.itc.u-tokyo.ac.jp/dspace/bitstream/2261/13789/1/jib0010024.pdf で読むことが出来る。ある程度以上の大きさの地震が海底で起こったとき、その震源域の真上の海上を航行してしていた船に地震の縦波が海水を伝わって、船体に衝撃を与え、船体が激しく揺れたり壊されたりする現象だ。
縦波の影響としては空振というものもある。火山噴火で爆発的なものが起こると、その振動が大気中を伝わり数十キロも離れた建築物の窓ガラスを割ったりする現象だ。2011年の年頭の鹿児島県で起きた新燃岳噴火で空振が観察されている。
現代科学はずいぶん進歩しているが地震については分かっていないことが多い。昨年の3月11日の東北地方太平洋沖地震で液状化がずいぶん観察されたが、液状化による建物被害が始めて観察されたのは1964年の新潟地震だ。超高層ビルがゆっくりと大きく左右に揺れる長周期地震は1985年のメキシコシティ地震で初めて観察された。
これは被害を与えるような大きな地震が数十年とか数百年、または数千年に一度と言うようになかなか観察できるものではないことによる。地震が建物にどんな被害を与えるかについては地震が起こる地殻の条件や震源の深さ、建物が低層か高層か、木造かコンクリートかなどさまざまな要素があるため、なおさらまだまだ解明が出来ていない部分が多い。
そして、まだほとんど解明できていない地震の要素に縦波や縦ゆれの影響がある。1995年の阪神大震災を起こした兵庫県南部地震では当初かなりの上下動による被害があったと多くの関係者が考えたと言う。ところがその後、どういうわけか、横揺れによる被害ではないかと言うことで話が落ち着いた例が多いというのだ。(「兵庫県南部地震における土木構造物の衝撃的破壊について」 http://dlisv03.media.osaka-cu.ac.jp/infolib/user_contents/shinsai/001017.pdf の1ページ目参照)
なぜそういった結論に至る関係者が多かったかと言うと地震計による縦揺れの記録があまり大きくなかったためだ。ところが被害建築物を詳細に観察すると横揺れの影響だとは思えない多くの証拠が出てきた。
「直下型地震による建造物の衝撃的破壊の特徴について」( http://dlisv03.media.osaka-cu.ac.jp/infolib/user_contents/shinsai/001007.pdf )の2ページ目の「3.崩壊建造物の特徴」で10ページに至るまで木造建築物の屋根の瓦の脱落の様子から地震の横揺れではなくて縦揺れにより瓦の脱落が起こったことを示したり、コンクリート建築物の柱が座屈(まるで建物が座り込んだように一定の部分だけが水平に押しつぶされること。建物は倒壊するわけではなくたとえば2階部分だけが上下から押し潰されるだけでそのまま垂直に立っている)したり、ピロティのついたビルのピロティ部分だけが座屈している例を写真つきでそのメカニズムを示している。
また、「兵庫県南部地震における土木構造物の衝撃的破壊の事例( http://www.lib.kobe-u.ac.jp/directory/eqb/book/11-411/pdf/164-186.pdf )でも同様に多くの事例を写真付きで地震縦波の影響によってこれらの建物破壊が起こったことを説明している。
同様な事例はアメリカで起こったノースリッジ地震でも観察されている。http://web.utk.edu/~cwharto2/Earthquake-tutorial1.htm の一番最後に載っている二つの写真は地震縦波の影響で起こったビルの1階ピロティ部分の座屈とコンクリート柱の下部の座屈を示している。
これらの現象は縦揺れというよりも縦波、つまり衝撃波によって起こされている。縦波は硬いものをよく伝わり軟弱な地盤ではすぐに減衰してしまう。このことがよくわかる事例がある。兵庫県西宮市立西宮高校の事例だ。「直下型地震による建造物の衝撃的破壊の特徴について」( http://dlisv03.media.osaka-cu.ac.jp/infolib/user_contents/shinsai/001007.pdf )の13ページ「7.崩壊階をもつ特異な崩壊メカニズム」の「7.1西宮市立西宮高校の場合」に述べられているのだが、池を埋め立てた軟弱な地盤と元からあった比較的頑丈な地盤にまたがって校舎が建てられ、校舎の軟弱な地盤部分は座屈をしなかったが、固い地盤の上に建つ部分は1階部分が座屈したというものだ。この資料では写真が明瞭ではないが、カラーで明瞭に撮影されたものが http://www.lib.kobe-u.ac.jp/directory/eqb/photo/kawase/Jap/Photo/PhotoV3100.html にある。校舎の向かって左側の1階部分が3教室分だけ座屈したため左から三番目の教室部分が鉛直方向にすべて斜めに校舎上部まで破壊されているのが分かる。繰り返すが破壊されているのは硬い地盤に建っている部分だ。そのことをより明瞭に示す写真がある。 http://www.lib.kobe-u.ac.jp/directory/eqb/photo/kawase/Jap/Photo/PhotoV1019.html で、向かって右側が座屈している。手前に広がるグランドが地割れしてい、その先に校舎の座屈した部分としない部分の境界がある。
更にこの座屈が縦揺れというよりは縦波の衝撃波により起こったということを示す写真もある。 http://www.lib.kobe-u.ac.jp/directory/eqb/photo/kawase/Jap/Photo/PhotoV1008.html とか http://www.lib.kobe-u.ac.jp/directory/eqb/photo/kawase/Jap/Photo/PhotoV1010.html がそうで、校舎3階の職員室の座屈した部分としていない部分の境界を撮影したものだ。これを見ると机上にある書類がさほど散乱していないし、天井の崩落もない。更に机がもともとの列になったままであるのが分かる。
つまり衝撃波が地面から硬いコンクリート部分に伝わり、建物全体で比較上細い柱にその力が集中してあっと言う間に1階部分の柱や壁を座屈してしまったのだ。もし縦にゆさゆさと揺られたのなら机上の書類などはもっとばらばらに散乱していなければいけない。仮に横揺れがあったとしたら机が元の列を保っているはずがない。なお、それでも机上の書類が散乱しないのはおかしいと思われるかもしれない。実を言うと衝撃波は一瞬で建物を伝わり上端で反射して来るというのだ。そうやって反射した波が何重にもなって威力を強め構造物を破壊する。
( なお、同じ撮影者の「地学教師が撮り続けた阪神大震災:市立西宮高校とその周辺」 http://www.lib.kobe-u.ac.jp/directory/eqb/photo/kawase/Jap/index.html で、さまざま写真資料を見ることが出来る。)
こういった衝撃波が一般的に体験する揺れとはまったく異なることを示すいい例が他にもある。単に鉄筋コンクリートの杭を地面に打ち込んであっただけなのに、それにひびが入った事例があるのだ。「上載荷重の無い場所打ちRC杭のひび割れ損傷」( http://shogeki.doc.kyushu-u.ac.jp/ronbun/ronbun3/No3-21.pdf の4ページの中ほど)にそのことが述べられている。地盤から杭に入力した衝撃波が杭の上端で反射しそれが引張力となってコンクリートを破壊したという。
これも縦波が衝撃波として一瞬の内に鉄筋コンクリート杭を破壊したことが分かる例だが、このように短時間で縦波が作用することがある困ったことを引き起こしている。それは、地震計で地震縦波の衝撃波が記録できていないということなのだ。
兵庫県南部地震での建物被害でどう考えても地震縦波の衝撃波によるものだと思えるものが数多くあるのにそれに該当する強さの地震波が地震計で記録されていないため、地震計にこういった衝撃波を記録する性能がないか、またはこういった衝撃波が生じる場所にたまたま地震計が設置されていなかったかどちらかであるということが言われている。(「阪神大震災の構造物破壊メカニズムに関する考察」 http://www.jsce.or.jp/library/eq10/proc/00035/50-1B-1644.pdf の2ページ目の「4.結語」のすぐ前の部分で述べられている)
しかし、こういった衝撃波による破壊という説明は学会によって無視されているという。http://www.geo-yokoi.co.jp/News/ChuetuOki_Jisinn.htm には「大阪市大チームが考えたのが衝撃波理論である。下から衝撃波が柱に入ってくると、衝撃波は柱の先端で反射し、下方に向かう。入力波と反射波の位相が一致すると大きく増幅し、構造物に大きな応力が発生する。これによって、高架橋の破壊が説明出来る。残念ながら、この理論は保守的な建築学会によって無視されました。」と書かれている。
大阪市大チームが衝撃波の理論を発表したのは1997年ごろだ。兵庫県南部地震と同じく直下型であった中越地震が起こったのは2004年であり、中越地震では2515ガルという大きな地震加速度が地震計によって捉えられている。更に2008年の岩手・宮城内陸地震では4022galを地震計で観測している。しかし、どういうわけか、中越地震でも岩手・宮城内陸地震でも衝撃波による地震被害のことはあまり話題に上っていない。兵庫県南部地震はマグニチュード7.3で震源深さ16キロだ。中越地震はマグニチュード6.8で震源深さ13キロだ。岩手・宮城内陸地震はマグニチュード7.2で震源深さ8キロとされる。だから中越地震は地震自体があまり大きくなかったため縦波が減衰してしまい被害自体が出なかったということだろう。岩手・宮城内陸地震は震源が浅く十分に強い縦波が地表面に達したはずだ。兵庫県南部地震に見られたような被害があまり出ていないようなのは大型建築物自体があまりなかったからということかもしれない。
問題は地震縦波による衝撃波破壊の事例が兵庫県南部地震の震度7が記録された地域で多く観察されていることだ。このことはつい最近公表された首都圏での震度7の揺れでどんな被害が出るかを再度考えるべきだと言っているように思える。
無視される地震の縦波被害、その理由は原発崩壊?!(4)
しかし、他にも問題はある。それは耐震設計自体に地震縦波(衝撃波)の影響がほとんど考慮されていないからだ。「直下型地震による建造物の衝撃的破壊の特徴について」( http://dlisv03.media.osaka-cu.ac.jp/infolib/user_contents/shinsai/001007.pdf )の2ページ目の「2.建造物の現行耐震設計法」には建築基準法などで耐震設計に用いるべきものは地震せん断力であったり水平地震荷重、水平震度だと定められいると書かれている。もっともこれは最近改定されているのかもしれない。「建築基準法施行令第83条の末尾に、あたかも付け加えたかのように『衝撃』の文字が記されている」からだ。( http://mikke.g-search.jp/QNBP_NA/2011/20110810/QNBP335959.html )日経アーキテクチュア 第957号 2011.8.10特集 第3の荷重「衝撃力」〜第3の荷重「衝撃力」によると、現在建築学会で衝撃力を耐震設計に織り込む作業を開始しているという。
さて、ここで、とても重要な問題が出てくる。それは原発の耐震設計だ。日本にある全ての原発について耐震設計は横揺れについてやられていて縦揺れについては横方向の耐震性の半分の耐震性を持たせることになっているという。(「それでも耐震設計審査指針を緩和するのか」 http://www4.ocn.ne.jp/~wakasant/news/88/88c.pdf の3ページ目には「原発の耐震設計で垂直地震動を水平地震動の2分の1しか考慮していない」とある。)
コンクリートの頑丈な建物であれば水平方向での耐震性があれば垂直方向の耐震性は自然と水平方向の半分ぐらいは出てくるだろう。つまり、原発も普通の建築物と同じく縦揺れについては考慮されていないのだ。
浜岡原発は東海地震の震源域の真上にある。東海地震はプレート境界型の地震で、世界でもまれな例としてプレート境界型の地震が陸域で起こるものだ。東海地震では地面が数メートル一気に跳ね上がることがあったことが確認されている。日本各地に54機ある原発のどこかで直下型の地震が起こる可能性は高い。すでに311の巨大地震が起こったため、日本全体で地震の発生確率が跳ね上がっているからだ
自分も混同しがちだが、縦揺れと縦波(衝撃波)は同じではない。縦揺れは地震のS波(横波)や表面波でも起こる。衝撃波は地面が動くというよりもまるでハンマーで殴ったような衝撃を与えるだけだ。そして、現在の地震学は縦波の衝撃波の観測が出来ていない様子だ。耐震設計については縦揺れはもちろんのこと、衝撃波の影響をどう評価するかさえ決まってはいない。
なぜ、浜岡原発は東海地震という巨大地震の震源域の真上に建てられてしまったのだろう。マスコミ報道では東海地震が繰り返し静岡の御前崎市付近で起こることが分かる前に浜岡原発が建てられてしまったとされるが、実際は異なる。地震学会で東海地震が繰り返しあの地で起こることが確認されてから建築確認申請書が出され、政府が許可をしたのだ。
東海地震はマグニチュード8クラスだとされる。しかし、マグニチュード7程度の地震でも原発直下で起こればかなりの被害を与えるはずだ。原子炉圧力容器を支えているスカート部(ゆで卵を立てて置くための容器のような鋼鉄製の筒)が一気に破壊される可能性は今までも指摘されてきた。また各種の配管も衝撃波によって一撃で破断するだろう。
地震縦波の影響は他にもある。原発は岩盤の上に直接建設されることになっている。原発が建っている地盤はどこも泥岩とか砂岩であり、火成岩の岩盤に比べるとかなりもろく軟らかいものだが、それでも一般の堆積地と比べたら格段に地震縦波を伝えやすい。日本の都市部はほぼ例外なく川の扇状地とか火山灰の堆積地にあるので地盤は泥岩や砂岩と比べてもずっと軟らかい。それだけ地震縦波を減衰してしまうのだ。つまり岩盤の上に建つ原発は兵庫県南部地震では見られた影響よりもずっと激しい地震縦波(衝撃波)による影響を受けてしまうはずなのだ。
また、西宮高校で起こったようなことが原発で起こる可能性がある。つまり、原発直下の地盤が均一でない場合、一部だけが座屈してしまい、結果的に多くの配管などが破断する可能性がある。たとえば、原発直下の岩盤の厚さが不均一ならそこから入ってくる地震波の強さも不均一になる。原発を建設するときは岩盤をある程度削って平らにするがそのとき一部を削りすぎて土砂などで埋め戻すことが行われていれば、その部分で地震縦波は減衰してしまい、やはり不均一な地震波が原発に作用することになる。
地震の縦揺れが直下型地震の縦波(衝撃波)によることを実験で確かめることが行われている。「地震時に発生する飛び石に関する一研究」 http://www.akashi.ac.jp/lib/siryou/k54/k54-2.pdf がそうだ。
マグニチュード7を越すような地震の縦波(衝撃波)を人工的に作り出して実験をするのは無理だろうが、今一度兵庫県南部地震の被害を検証しなおして、横揺れによる被害なのか、地震縦波による縦波の被害なのかを確認することは出来るだろう。更にそこから地震計が本当に地震縦波の正確な衝撃波の強さを計測できていたかどうかを検証することも出来るはずだ。
ただし兵庫県南部地震で座屈した西宮市立西宮高校の職員室の写真を見ると通常言われるような揺れがあったとはとても思えない。非常に短時間鉛直方向にだけ作用する衝撃波が作用したとしか思えないからだ。http://www.lib.kobe-u.ac.jp/directory/eqb/photo/kawase/Jap/Photo/PhotoV1008.html とか http://www.lib.kobe-u.ac.jp/directory/eqb/photo/kawase/Jap/Photo/PhotoV1010.html を見ればそのことが分かる。
だから、もし浜岡原発でもどこでも原発直下でマグニチュードが7を超えるような地震が起これば、ほぼ間違いなく原発は福島第一原発事故を大きく上回る事故を起こすだろう。
1995年の兵庫県南部地震から既に17年。未だに地震縦波の影響をはっきり認めようとしないのは、原発事故による日本国土の汚染を狙っているとも思えてしまう。国土が放射能汚染してしまえば人は住めなくなり、海外移住しかない。アメリカは日本人を数千万人単位で受け入れる代わりに日本が持つ米国債の放棄を要求するだろう。世界の核保有国や原発保有国は核廃棄物処分場を日本に作ることを要求するはずだ。
核廃棄物は大陸では処分できない。何万年何億年という期間の内には地下水がどうなるか分からないからだ。核廃棄物はたとえ放射能がなくなったとしても重金属毒性は永遠に残るからアメリカやフランス、ロシアが大陸部の自国領土内に保管するはずがない。
もしアメリカが日本から数千万人規模で移民を受け入れれば不動産不況はいっぺんに解消され不動産は一気に値上がりするだろう。
原発再稼動は事故時の危険性を非常に大きくする。少なくとも全ての原発を停止するぐらいはやっても良いのではないだろうか。
なお次の資料でも直下型地震の縦波による垂直方向の衝撃力で多くの建物破壊が起こったことが述べられている。
1.「兵庫県南部地震における土木構造物の衝撃的破壊の事例」http://shogeki.doc.kyushu-u.ac.jp/ronbun/ronbun3/No3-21.pdf
2.「鉄筋コンクリート柱の高周波数振動と破壊挙動の考察」 http://data.jci-net.or.jp/data_pdf/19/019-01-2057.pdf
*6月8日の記事「近づく戦争・テロ社会、これらの動きを止めるべきでは?」から連番号を付しています。<<1061>>
TC:37556, BC:152512, PC:?, Mc:?
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