遡上津波波圧による沿岸域構造物群の破壊過程に関する研究

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東北地方太平洋沖地震で発生した地震津波（発生頻度1/1、000年の巨大津波:L1津波）は東北から関東の沿岸域で遡上し、市街地の構造物群を破壊した。その後に実施された構造物の被災調査では、従来の浸水深を基礎とした被災想定と現実の被災状況は大きく異なることが指摘された。またこの被災を受け、陸上構造物に作用する津波荷重の評価方法について新たな指針が策定され、数多くの知見が得られている．しかしながら遡上波から戻り流れまでを対象としたビルの窓列や内空洞を考慮した構造物モデルに対しての津波力の検討は多くない．以上の背景を受け申請者は、大型波動水槽を利用しビル構造物を対象にその開口部を変化させた場合の津波波力について模型実験を行った．さらに得られた実験値が従来の推算式で再現可能かについて検討を行った．大型水槽を利用した津波の遡上波と戻り流れ作用時における構造物周辺でのFr数について検討した結果、今回の条件下では遡上波時に流れは射流となり、構造物形状に関係なくほぼ一定のFr数となることがわかった．一方、戻り流れ作用時には射流まはた常流となり構造物形状がFr数に影響を与える．戻り流れが集中する領域に構造物模型を設置した場合、戻り流れ時の壁面波力は遡上波による壁面波力と同程度の力が作用することがわかり、戻り流れ時における壁面波力の検討が必要性である．また、構造物模型への作用浮力については、遡上波時に最大値となり構造物形状により差異が生じた．特に間口を有し内部空洞が多い場合、作用浮力は減少傾向となり内部空洞が無い構造物と比べ25%程度減少したことを確認した．