熊本地震で分かった、地震のリスクを減らすための「表層地盤」とは?

2017年10月11日 07:02

甚大な被害をもたらした熊本地震から、約1年半。防災科学技術研究所の研究グループが行った調査結果で今、新たに注目されているのが「表層地盤」だ。表層地盤は地表にごく近い地盤のこと。地震の波は堅い岩盤から表層の柔らかい地盤に伝わったときに増幅され、震度が大きくなる。このため表層地盤が何で構成されているかで、地震が住宅に与える影響が一変するという。地震による住まいのリスクや不安を少しでも減らすために、私たちは何をどうチェックすべきなのか。専門家に聞いた。
同じエリアでも地盤の違いで地震の揺れが変わる!

昨年の熊本地震で最も大きな被害を受けたのは、益城町と南阿蘇村、西原村だ。その中でも熊本から5kmしか離れていないベッドタウンの益城町では、同エリア内で数百メートル離れただけで、家が倒壊したところとそうでないところの二極化が生じ、住宅の被害状況が全く異なるという事態が発生した。

そんな中、茨城県つくば市にある防災科学技術研究所は、国のプロジェクトにおいて、首都直下地震等の地震災害発生時に備えた地盤の測定・調査を実施し、新しい揺れやすさマップの作成に取り組んでいる。今年3月末に暫定的な揺れやすさマップを作成したが研究は続いており、その成果を今年度中に公表予定としている。

このマップは、関東エリアを中心に地表から約100mまでの表層地盤の「速度増幅率」(地震発生時の揺れが表層の地盤によってどれくらい増幅するかを示す数値)の測定や、1km間隔で行う微動調査などを融合させたものだ。すると、これまでの想定より増幅率が1.5倍以上に強まる可能性のある地域が、関東平野だけで約5000カ所もあることが発覚。増幅率が2倍になると、計測震度は約0.5上がることになり、震度6強と予測されていた地域は、震度7に相当する揺れを感じるという。防災科学研究技術研究所レジリエント防災・減災研究所推進センター主幹研究員、先名重樹さんは、「自分の家は活断層の上じゃないから大丈夫と安易に言いきれなくなった今、地震のリスク回避を考え、表層地盤を意識した住まい選びが、今後重要になるでしょう」と話す。

【画像1】地盤と建物の関係について語っていただいた、防災科学技術研究所レジリエント防災・減災研究所推進センター主幹研究員、先名重樹さん(写真撮影/SUUMOジャーナル編集部)
【画像1】地盤と建物の関係について語っていただいた、防災科学技術研究所レジリエント防災・減災研究推進センター主幹研究員、先名重樹さん(写真撮影/SUUMOジャーナル編集部)

では、揺れやすい表層地盤とは、具体的にどのようなもので構成されているのか。例えば、もともと海だった埋め立て地は土(埋土沖積層や粘土層)でできているし、川の流域の地層には砂地が広がる。このようなかつて海や川、水田や沼地だった土地の地盤は、柔らかく揺れやすい。「柔らかい粘土層が一定程度堆積している場所では、地盤が軟弱な場合がままあり、古い木造住宅にとって危険である可能性が高いです」(先名さん)。

そのほか、盛土、ローム層、堆積盤といったさまざまな地形・地質があり、基本的には、粘土層や腐植土層といった柔らかい地盤の上に建つ建物の揺れ幅は大きくなり、堆積岩(砂・泥・火山灰・生物の遺骸などが堆積してできた岩石のこと)などの固い地質だと揺れ幅が小さくなる。ただし、同じ粘土層でも、堆積層が薄いと地盤波の伝播による揺れ幅が小さく、堆積層がある程度厚いと揺れ幅が増えて被害も大きくなるという。また、地盤が固い堆積岩で揺れによる被害が小さかったとしても、近くにある山地による崖崩れ、土石流、地滑りで倒壊するといった被害のリスクはあるということだ。

【画像2】地形・地質と災害の関連性を示す図(画像制作/SUUMOジャーナル編集部)
【画像2】地形・地質と災害の関連性を示す図(画像制作/SUUMOジャーナル編集部)
【画像3】堆積層が揺れ方に与える影響図(画像制作/SUUMOジャーナル編集部)
【画像3】堆積層が揺れ方に与える影響図(画像制作/SUUMOジャーナル編集部)

揺れやすさの違いは、柔らかい地盤をプリン、固い地盤をプリンより少し固いこんにゃくで比較イメージすると、さらに分かりやすくなると先名さんは話す。「それぞれを揺らすと、柔らかいプリンはゆっくりと大きく揺れ、こんにゃくは小刻みにゆれます。柔らかい地盤ほど大きな横揺れが発生するS波速度が遅く、固い地盤ほどS波速度が速い。つまり、ゆっくり揺れるほど揺れ幅が大きくなり、建物の被害も大きくなるのです」。

ただし、建物にはそれぞれ揺れ方が異なる固有周期と呼ばれるものがあり、軟弱な地盤だからすべての住居に多大な被害が起こるとは一概には言えない。固い地盤でも、その地盤の揺れ方と、建物の固有周期が合ってしまうと被害は大きくなるので、地盤が柔らかいから危険、地盤が固いから安全、と画一的に判断しないほうがよい。一般的に、木造よりも鉄筋コンクリート造(RC造)の建物の方が剛性は高く、固有周期は短くなる。また、低層建物も高層建物に比べて、固有周期が短い傾向にあるという。

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