SEARCH

Search Details

Takai Nobuo

Faculty of Engineering Architecture Research Group of Structural Engineering and MaterialsProfessor

Researcher basic information

■ Degree
  • 博士(工学), 北海道大学, Mar. 2005
■ URL
researchmap URL■ Various IDs
Researcher number
  • 10281792
ORCID IDResearcher ID
  • D-6141-2012
J-Global ID■ Research Keywords and Fields
Research Keyword
  • 強震動
  • 地盤震動
  • 都市防災
  • 地震工学
  • Earthquake Eng.
Research Field
  • Social Infrastructure (Civil Engineering, Architecture, Disaster Prevention), Structure engineering and earthquake engineering
  • Social Infrastructure (Civil Engineering, Architecture, Disaster Prevention), Disaster prevention engineering
  • Social Infrastructure (Civil Engineering, Architecture, Disaster Prevention), Building structures and materials
■ Educational Organization

Career

■ Career
Career
  • Apr. 2025 - Present
    Hokkaido University Faculty of Engineering
  • Jun. 2005 - Mar. 2025
    北海道大学大学院工学研究院
  • Jun. 1996 - May 2005
    北海道大学工学部建築工学科耐震工学講座
  • Apr. 1996 - May 1996
    日本学術振興会特別研究員 日本学術振興会特別研究員
  • Apr. 1996 - May 1996
    Postdoctoral Fellowships of Japan Society for the Promotion of Science
Educational Background
  • Apr. 1995 - May 1996, Hokkaido University, Graduate School of Engineering, Division of Architecture Engineering Doctor Course
  • Apr. 1993 - Mar. 1995, Hokkaido University, Graduate School of Engineering, Division of Architecture Engineering
  • Apr. 1989 - Mar. 1993, Hokkaido University, Faculty of Engineering, School of Architecture Engineering
Committee Memberships
  • Apr. 2023 - Present
    日本建築学会, 振動運営委員会, Society
  • Apr. 2023 - Present
    日本建築学会, 論文編集委員, Society
  • Apr. 2020 - Present
    日本建築学会, 災害委員会委員, Society
  • Apr. 2016 - Present
    日本地震学会, 強震動委員会, Society
  • 2008 - Present
    日本建築学会, 強震観測小委員会委員, Society
  • 2005 - Present
    北海道地区自然災害科学資料センター, 運営委員, Society
  • 1998 - Present
    日本建築学会, 地盤震動小委員会委員, Society
  • Apr. 2019 - Mar. 2024
    札幌市, 札幌市強靱化計画改定検討委員会, Autonomy
  • Apr. 2020 - Mar. 2023
    日本地震学会, 地震編集員会, Society
  • Jun. 2018 - May 2020
    日本地震工学会, 論文編集委員会 副委員長, Society
  • 2008 - 2010
    日本地震工学会, 微動利用技術研究委員会委員, Society
  • 2007 - 2009
    日本物理探査学会, 国際シンポジウム実行委員会委員, Society
  • 2007 - 2009
    日本建築学会, 災害委員会市民参加WG幹事, Society
  • 2004 - 2007
    日本建築学会, 災害委員会委員, Society
  • 2004 - 2007
    日本建築学会, 災害委員インターネットWG主査, Society

Research activity information

■ Papers
■ Books and other publications
■ Lectures, oral presentations, etc.
■ Syllabus
  • 建築都市空間デザイン特別講義, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 都市防災アセスメント特論, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 都市防災特論, 2024年, 修士課程, 工学院
  • 建築都市空間デザイン特別講義, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 都市防災アセスメント特論, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 都市防災特論, 2024年, 博士後期課程, 工学院
  • 情報学 Ⅰ, 2024年, 学士課程, 全学教育
  • 防災計画論, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 応用数学Ⅰ, 2024年, 学士課程, 工学部
  • 応用数学演習Ⅰ, 2024年, 学士課程, 工学部
■ Affiliated academic society
  • Oct. 2020 - Present
    American Geophysical Union
  • Apr. 2020 - Present
    Society of Exploration Geophysicists
  • Apr. 2005 - Present
    THE SOCIETY OF EXPLORATION GEOPHYSICISTS OF JAPAN
  • Apr. 2001 - Present
    日本地震工学会
  • Jun. 1996 - Present
    米国地震工学会(Earthquake Engineering Research Institute)
  • Jun. 1996 - Present
    米国地震学会(SEISMOLOGICAL SOCIETY of AMERICA)
  • Apr. 1995 - Present
    JAPAN SOCIETY FOR NATURAL DISASTER SCIENCE
  • Apr. 1993 - Present
    地域安全学会
  • Apr. 1993 - Present
    日本地震学会
  • Apr. 1993 - Present
    Architectural Institute of Japan
■ Research Themes
  • 自然地理学の情報を有効活用した表層地盤の減衰特性モデル化手法の開発
    科学研究費助成事業
    01 Apr. 2026 - 31 Mar. 2029
    重藤 迪子; 高井 伸雄
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 九州大学, 26K01184
  • Strong Ground Motion Characteristics at Basin Edge and Marginal Zones in Bhaktapur, Nepal
    2026年度 オープンパートナーシップ(OP)共同研究
    Apr. 2026 - Mar. 2028
    JSPS, 北海道大学, Principal investigator, JPJSBP120269901
  • Evaluating the spatio-temporal variation characteristics of earthquake ground motion using a 4-dimensional subsurface structure and its engineering applications
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    01 Apr. 2024 - 31 Mar. 2027
    津野 靖士; 山中 浩明; 高井 伸雄; 川口 貴之; 川尻 峻三; 重藤 迪子
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Tokyo Institute of Technology, 24K01138
  • 震度の世界動向と即時性を有した真の強震動を反映した指標のあり方の検討
    2024年度拠点間連携共同研究
    Apr. 2024 - Mar. 2026
    Principal investigator
  • Estimation of long-period earthquake ground motion using subsurface velocity models from waveform inversions of earthquake records in major basins in Japan
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2022 - Mar. 2026
    山中 浩明; 高井 伸雄; 松島 信一; 地元 孝輔; 津野 靖士; 山田 伸之; 神野 達夫; 笠松 健太郎
    この研究では,研究分担者が開発した地震記録の波形逆解析に基づくS波速度構造モデルの推定手法を用いて,地震動評価のための堆積平野の深部地盤の3次元S波速度構造モデルを構築することを目指している。また,地震動および微動記録の各種の解析結果を統合して,地盤構造モデルの高度化も試み,高い精度で長周期地震動を評価することを目指している。
    2024年度には,昨年度までに作成した強震波形の逆解析プログラムを用いて試行的な逆解析計算の結果を議論した。とくに,トルコ・ブルサ盆地と庄内平野で観測された強震記録に適用し,当該地域における深部地盤の2次元S波速度構造モデルを推定した。さらに,複数の測線での結果を統合して,3次元モデルへと発展させることも試みた。これらの成果を踏まえて,波形逆解析プログラムを改良することも試みた。
    今年度も各研究分担者が担当した地域での深部地盤構造のモデル化のための研究を継続した。対象地域は,関東平野,庄内平野,高知平野,高松平野,青森県北部地域,ネパール・カトマンズ盆地,トルコ・ブルサ盆地などであり,微動観測や強震観測による深部地盤の1次元および2次元構造モデルの同定や地震動特性の解明などの研究が実施された。また,自己相関関数や相互相関関数,レシーバ関数,波線追跡などを用いた新しい地盤構造のモデル化の手法に関する検討も行った。地盤構造のモデル化においても今まで十分に検討されてこなかった地表の不規則な地形が地震動に及ぼす影響に関する検討も実施した。さらに,2024年1月に発生した能登半島地震では,能登半島北部の平野部などにおいて大きな被害が生じた。本研究の研究分担者が中心となり,この地震の被災地である輪島市街地において高密度臨時共同強震観測および微動観測を実施し,この地域の地盤震動特性解明のための基礎的なデータを取得した。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Institute of Science Tokyo, Coinvestigator, 22H00234
  • Earthquake engineering approach for developing dynamic preservation methods: a case study for the world heritage city Bhaktapur, Nepal
    Grants-in-Aid for Scientific Research Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
    Oct. 2020 - Mar. 2026
    高井 伸雄; 越川 武晃; 重藤 迪子
    2020年度に引き続き,現地共同研究者と共にカトマンズ盆地内のバクタプル市および周辺の地質学的情報および,地震記録の資料収集を実施している.社会情勢により現地渡航が叶わなかったが,現地共同研究者と現地での強震観測設置に関しての議論をオンライン等で実施し,2020年度に導入した地下構造探査用の高感度地震計を国内のテストフィールドで引き続き操作性等を確認した.カトマンズ盆地内には申請者らがこれまでに計14点の強震観測点を設置してきた.それらの観測点で過去に蓄積された強震観測データの分析を通して,盆地内の地盤増幅特性の違いを指摘した.2021年9月に仙台で開催された第17回世界地震工学会議の特別セッションにおいて,オンライン参加の現地カウンターパートを含め,2015年ゴルカ地震以降のカトマンズ盆地周辺の強震動研究に関する討議を実施した.また,これまでに蓄積してきた2015年ネパール・ゴルカ地震とその余震等の強震記録にレシーバー関数を適用して,カトマンズ盆地の代表者と現地共同研究者らが過去に8観測点から推定した地下構造モデル(Bijukchhen et al., 2017, Bijukchhen, 2018)の再検討を実施し,その成果も同会議にて発表している.具体的には14観測点の各波形のP波到達時刻から3秒間の記録に対して,1-10Hzのバンドパスフィルターを用いて,レシーバー関数を求め,Phase-weighted stacksにより複数の余震記録に対してスタッキング処理を実施した.スタッキング処理により得られた最終的なレシーバー関数から見られるPs-P時間は,前出の地下構造モデルによる各観測点直下の地震基盤深さと良く対応している事が明らかとなった.さらに,理論レシーバー関数を計算したPs-P時間と観測記録により得られたPs-P時間を比較することによりP波速度の検討を実施した.
    Japan Society for the Promotion of Science, Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B)), Hokkaido University, 20KK0105
  • Developing a New Framework for Seismic Input Using Moderate Earthquake Ground Motions
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Apr. 2020 - Mar. 2025
    TAKAI NOBUO
    To reduce damage to buildings caused by earthquakes, it is important to set appropriate ground motions for design. Notably, strong ground motions with dominant periods of 1 to 2 seconds can occur even in frequently occurring moderate earthquakes. This study aims to develop design input ground motions specific to moderate earthquakes by investigating the estimation of subsurface structures that control amplification characteristics. Changes in subsurface structures were examined through autocorrelation function analysis of aftershock records in high-intensity areas during the 2018 Iburi-Tobu earthquake in Hokkaido. Additionally, year-round subsurface explorations were conducted in cold regions to evaluate seasonal variations caused by ground freezing. Furthermore, seismic microtremor array observations at overseas sites were used to estimate shear-wave velocities, enabling the evaluation of ground properties and zoning of target areas.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Hokkaido University, 20H00268
  • 2023年トルコ南部の地震と災害に関する総合調査
    科学研究費助成事業
    17 Mar. 2023 - 31 Mar. 2024
    楠 浩一; 青木 陽介; 西村 卓也; 小林 知勝; 近藤 久雄; Adriano Bruno; 王 功輝; Bhandary NetraPrakash; 加藤 愛太郎; 山本 揚二朗; 吉田 圭佑; 八木 勇治; 内田 直希; 汐見 勝彦; 山中 浩明; 高井 伸雄; 吉見 雅行; 地元 孝輔; 中村 洋光; 目黒 公郎; 久田 嘉章; 森 伸一郎; 清田 隆; 小野 祐輔; 後藤 浩之; 日比野 陽; 毎田 悠承; 大西 直毅; SHEGAY ALEKSEY; 阪本 真由美; 金田 義行; 木村 周平; 牧 紀男
    日本学術振興会, 特別研究促進費, 東京大学, 22K21372
  • Examination of High-frequency excitation characteristics of the intraplate earthquakes
    Grants-in-Aid for Scientific Research
    Jun. 2017 - Mar. 2022
    Takai Nobuo
    The source characteristics of plate boundary earthquakes and inland crustal earthquakes have been examined in detail due to their frequency. But there is a small number of examples of intraplate earthquakes. We compared the source characteristics of interplate and intraplate earthquakes of almost the same scale and epicenter and showed that high-frequency excitation in intraplate earthquakes is strong. We also compared intraplate earthquakes with different depths and showed that deep hypocenters have stronger high-frequency excitation than shallow hypocenters. The 2018 Hokkaido Eastern Iburi Earthquake was relatively deep and had strong high-frequency excitation source characteristics. We estimated the underground structural model around the area where the dangerous seismic motion occurred, was estimated. We clarified that the causes of dangerous seismic motion are the ground amplification characteristics of the surface layer and the non-linear effect during the mainshock.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering), Hokkaido University, 20K20290
  • ネパールヒマラヤ巨大地震とその災害軽減の総合研究
    国際科学技術共同研究推進事業 地球規模課題対応国際科学技術協力プログラム(SATREPS)
    2015 - 2021
    纐纈一起
    科学技術振興機構-国際協力機構, Competitive research funding
  • Comprehensive study on the 2018 Hokkaido Eastern Iburi Earthquake and its disaster
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Special Purposes
    04 Oct. 2018 - 31 Mar. 2019
    Takahashi Hiroaki
    Comprehensive investigation on the 2018 Hokkaido Eastern Iburi earthquake and its disaster was conducted. Mainshock rupture initiated at deepest part and major slip was occurred in 20-30km deep. Multiple simultaneous landslides in Atsuma town was induced by combination of strong ground shaking and weak sliding layer between pyroclastic fall deposit layers. Halloysite cray minerals was discovered in all sliding layers. Simulation suggested landslides might attack residential houses within 6 seconds. Observed peak ground motions in nearby area were larger than common distance attenuation model. Severe wooden house damage in Mukawa town was due to amplified seismic waves due to site effects. Sounding and boring investigation revealed filled low-density volcanic ash and higher groundwater level in liquefaction area. Electricity blackout caused severe damage in social and economic activities of Hokkaido. These scientific outcomes were explained to residents at public briefing session.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Special Purposes, Hokkaido University, 18K19952
  • A study on strong ground motion in sedimentary basin near plate boundary
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
    01 Apr. 2016 - 31 Mar. 2019
    Shigefuji Michiko; TAKAI Nobuo; BIJUKCHHEN Subeg
    Generally, the strong ground motion is strongly affected by the sedimentary basin. Slip pulse motions are generated when the seismic source fault is located near the seismic station. In this study, we explored the generation mechanism of the slip pulse motion which is observed on the rock site in the Kathmandu Valley during the 2015 Gorkha Nepal earthquake. We revealed that this slip pulse motion is largely affected by the near-field and the intermediate terms from the nearest slip area and amplified by the basin.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Kyushu University, 16K16370
  • Development of Strong Ground Motion Prediction Method near Active Fault and Its Engineering Application
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    01 Apr. 2016 - 31 Mar. 2019
    Hisada Yoshiaki; Kudo Kazuyoshi; Irikura Kojiro; Yokota Takashi; Tanaka Shinya
    First, we clarified that the long-period pulse ground motion observed by the Nepal Gorkha earthquake was the ground motion from the source fault of about 10 km depth and amplified in the sedimentary basin. Next, we derived the empirical constitutive law of the slip rate function considering the fling step generated from the region shallower than the seismogenic layer, and constructed a prediction model to improve the conventional strong motion prediction recipe. Furthermore, we confirmed the reproducibility of the observation records near large-scale active fault earthquakes such as the 2016 Kumamoto earthquake, the 1999 Kocaelli earthquake, and the 2008 Chi-Chi earthquake, and verified the validity of the method. Finally, we examined effective seismic reinforcement in high-rise buildings by considering long-period ground motions.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Kogakuin University, Competitive research funding, 16K06586
  • Comprehensive Survey of 2015 Nepal Earthquake and Resulted Disasters
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Special Purposes
    22 May 2015 - 31 Mar. 2016
    YATABE RYUICHI; FUKUOKA Hiroshi; HIGAKI Daisume; Bhandary N. P.; HASEGAWA Shuichi; KAMIISHI Isao; IZUMI Kaoru; SATO Hiroshi; TAKAI Nobuo; KUMAHARA Yasuo; MIO Minoru; TAKADA Yosuke; TAKEUCHI Yasushi; OKUBO Takeyuki; MINAMI Makito; ATSUMI Tomohide; MURAKAMI Hitomi; YAGI Hiroshi; MOMOMURA Atsuko; YAMAGUCHI Satoru; KAWASHIMA Katsuhisa; HIRATA Nao; SAKAI Shinichi; KURASHIMO Eiji; KOKETSU Kazuki; SHIGEFUJI Michiko; ISHIYAMA Tatsuya; MATSUTA Nobuhisa; HIROUCHI Daisuke
    In this study, we conducted a comprehensive investigation of the damage made by Nepal Gorkha Earthquake occurred on 25 April 2015. The main items of understandings of the investigation and analysis are: 1) earthquake occurrence mechanism , 2) mechanism of slope failures in the mountainous areas due to the earthquake and fault activities, 3) situation of damage and destruction of buildings and civil infrastructures, 4) situation analysis of earthquake-induced ice avalanche disaster, and 5) overall disaster risk assessment. Through these items of understanding, we contributed to second-stage disaster reduction and restoration plan preparation in Nepal.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Special Purposes, Ehime University, 15H05793
  • Development of Single-Station GMPE
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
    01 Apr. 2013 - 31 Mar. 2016
    TAKAI Nobuo
    There were considerable residuals between the observed and predicted values. These residuals result from the site and source effects, because the previous attenuation formulae were constructed based on many site’s strong motion records from many earthquakes occurring at various source areas. In order to overcome the weakness of the previous attenuation equations, we proposed empirical ground motion prediction equations for a single site; we named these equations “Single-Site GMPE (SS-GMPE)”. We carried out a regression analysis with respect to MW for each site assuming the previously estimated internal attenuation for intraslab earthquakes. The residuals between the observed and predicted values were considerably decreased. We applied the SS-GMPE to earthquakes not used in the regression analysis and found the good correspondence of predicted and observed spectra.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research, Hokkaido University, 25560171
  • 余震及び微動観測によるカトマンズ盆地の地震動被害メカニズムの解明
    国際緊急共同研究・調査支援プログラム(J-RAPID)
    2015 - 2016
    纐纈一起
    科学技術振興機構, Competitive research funding
  • Earthquake strong motion estimation of Kathmandu basin with underground structure
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    01 Apr. 2011 - 31 Mar. 2014
    TAKAI NOBUO
    I tried the strong motion evaluation of the Katmandu Basin that was the world heritage area of the Nepalese country. I evaluated basement structure in cooperation with an expert of the local geological feature, seismology.
    I started strong motion observation inside and outside of the basin. I estimated the shallow underground structure near the observation sites by the surface wave exploration method. High quality strong motion data was recorded in each site. I could confirmed these time series data and spectra with the shallow underground structure for each sites. These data which were recorded in Katmandu Basin and a penumbra for the first time will be important basics data to a strong motion prediction in the future.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 23404005
  • 単一サイト強震動予測式(SS-GMPE)の精度向上のための予測残差要因の分析
    2014 - 2014
    高井 伸雄
    戸田育英財団, Principal investigator, Competitive research funding
  • Strong motion prediction for major cities and associated damage risk assessment
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    2009 - 2012
    KAWASE Hiroshi; KAMAE Katsuhiro; IWATA Tomotaka; YAMANAKA Hiroaki; SATOH Toshimi; SASATANI Tsutomu; TAKAI Nobuo; NOZU Atsushi; MATSUSHIMA Shinichi; KATO Kenichi; FUJIWARA Hiroyuki; SEKIGUCHI Haruko; SAKAI Yuki; HO Naranmandora
    To evaluate disaster risk from predicted ground motions for majorcities in Japan, we propose a systematic method to delineate hypothesized sources, aunified prediction scheme for strong motions, an evaluation method of building damageusing the response simulator. We also propose a various up-grading techniques for morequantitative strong motion prediction based on the data from the 2011 Tohoku earthquake.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), Kyoto University, 21241044
  • 常時微動観測を用いたカトマンズ盆地における強震動観測点の地震動特性評価
    国際交流助成
    2011 - 2011
    高井 伸雄
    大林財団, Principal investigator, Competitive research funding
  • ネパール国カトマンズ盆地における地震防災対策立案のための強震動評価に関する研究
    アジア地域重点学術研究
    2011 - 2011
    高井 伸雄
    平和中島財団, Principal investigator, Competitive research funding
  • Comprehensive Research on Long-Period Ground Motion and Urban Disaster Mitigation
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    2007 - 2010
    KOKETSU Kazuki; HORI Muneo; MIYAKE Hiroe; IRIKURA Kojiro; KUDO Kazuyoshi; MIDORIKAWA Saburoh; TAKAI Nobuo; IWATA Tomotaka; KAEWASE Hiroshi; KAMAE Katsuhiro; TAKENAKA Hiroshi; HISADA Yoshiaki; AOI Shin; FURUMURA Takashi; SASATANI Tsutomu; SEKIGUCHI Haruko; FUKUWA Nobuo; ZAMA Shinsaku; FUJIWARA Hiroyuki; HIGASHI Sadanori
    Toward seismic hazard assessment for long-period ground motion, this study integrates four research components of seismic source, velocity structure, numerical simulation, and damage and risk. We then create the Japan Integrated Velocity Structure Model, and long-period ground motion hazard and risk maps.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (A), The University of Tokyo, 19201034
  • 保育所における防犯・防災性能の向上に関する研究
    2006 - 2006
    高井 伸雄
    セコム科学技術振興財団, Principal investigator, Competitive research funding
  • A Study on Characteristics of Strong Ground Motions from the 2003 Tokachi-oki Earthquake
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    2004 - 2006
    SASATANI Tsutomu; KAGAMI Hiroshi; TAKAI Nobuo; OKADA Shigeyuki; ISHIKAWA Hiroyuki; SATOH Takashi
    The 2003 Tokachi-oki earthquake, a great interplate earthquake (Mw8.3), is the first M8 class earthquake in Japan since the dense strong-motion networks such as the K-NET and KiK-net have been deployed. We examine spatial distributions of velocity responses (damping factor h=0.05) with various natural periods for this earthquake by using the dense strong-motion network data. The short-period (T=0.1sec; T=natural period) velocity response distribution shows a typical feature for subduction-zone earthquakes; the high response values are observed along the Pacific coast of north Japan. This feature is explained by the S-wave attenuation structure beneath north Japan; that is, the path effect. On the other hand, the long-period (T=20sec) velocity response distribution shows a peculiar feature: at comparable distance, the response values in the northern part of the epicenter are higher than those in the south-western part. This peculiar feature is mainly explained by the source effect; the radiation pattern of long-period Rayleigh waves.
    We find various types of the site effects. A remarkable one is excitation of long-period basin surface-waves at large plains with thick sedimentary layers. The other remarkable one is nonlinear site response. We find mild nonlinear site response at a soft soil site located on flood plain deposits; the nonlinearity is confirmed by comparing the transfer functions for weak and strong motions using the downhole array data. The distinctive nonlinearity is also observed at a not-so-soft soil site located on reclaimed land during the largest aftershock; the accelerogram shows a spiky waveform.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), HOKKAIDO UNIVERSITY, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 16310120
  • 保育所における防犯・防災性能の向上に関する研究
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
    2004 - 2005
    高井 伸雄
    本研究は保育所の防災・防犯における問題点を整理し,解決策を探るものである.防災に関しては,日常災害,地震災害と火災を主に扱い防犯に関しては部外者侵入の抑制に関して検討を加えた.16年度から引き続き,保育所における災害・犯罪に関して,医療現場や建設現場で良く用いられる事故には至らない「ひやり・はっと」事象の収集を行った.父兄からは,直接入力ではなく,紙ベースでのアンケート形式によりヒヤリハットデータの回収協力を得られた.その中でも,事故に至らずとも,非常に危険な事例が多く見られた.今年度はさらに,実際に事故に至った事例も収集した.防災・防犯対策に固執することで,ソフト・ハードの両面が無機的なものとならないよう,園児の知育発達の側面から保育所施設・運営計画を研究した事例等を参考にするべきであるが,昨年度,新築保育所の計画・設計に立ち会う機会を設け,内容を保育士・父兄と議論する機会を得ることができた.その新築保育園の完成に伴い,新築保育園における,育児環境,児童行動状況の把握を行うことを試みた.新築保育園における調査は主に,保育士からのアンケート・ヒアリングにより,事故事例・ひやりはっと事例の収集を行った.それにより,高学年児童と低学年児童のゾーニングが反映された平面計画は非常に保育環境としては優れているものの,全体の集中管理に関しては若干の課題を残していることが判明した.このことは,他の事例からも,ハード的は解決が得られていくものであると考えられる.
    収集事例の保育士へのフィードバックを行った結果,事故事例の収集においては,幸い大事には至らなかったものの,子供特有の行動パターンから,ハード的解決をもっても限界が存在する事例に関し,ソフト的(教育的)な解決を得なければ,将来的にも起こりうるであろうとの,保育士からのコメントを得ることが出来た.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 16710103
  • Database Construction and Data Mining for Uncovering the Mechanism of Human Injury in Seismic Damage Buildings
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    2002 - 2004
    OKADA Shigeyuki; TAKAI Nobuo; KIYONO Junji; WATOH Yukihiro; ISHIYAMA Yuji; KAGAMI Hiroshi; AOKI Noriaki; SMITH Jack W.; DUNN Kim
    (1)Research background
    To uncover the mechanism of human injury in buildings damaged by devastating earthquakes is indispensable to the fundamental resolution for prevention of the occurrence of deceased. However, conventional studies formulate the death toll estimation directly from the number of building collapses. Such ridiculous situation would be caused by the fact that there has been no contact in the research field between building structural engineers and disaster medical researchers, and they have been advancing the research under the independent organization each other.
    (2)Objectives of the project
    In order to interdisciplinary discuss the latest results of the research of the earthquake engineering and the disaster medicine. By the application of regression analysis and some statistical work to the database the study secondly tries to propose the death toll estimation model that runs to concrete measures for the human damage reduction. In this project treats the 2004 Barn Earthquake in Iran as an earthquake with masonry structure collapse, the 1999 Kocaeri Earthquake in Turkey as an earthquake with RC structure collapse, and the 1995 Kobe Earthquake in Japan as an earthquake with wooden structure collapse.
    (3)Implementation of the project
    Kickoff meeting :
    To discuss the research plan for 3 years with the researchers in the engineering field and the medical field at the first stage, an interdisciplinary symposium for research exchange was executed by the Japan-U.S.cooperation at the Center for Health Science, the University of Texas. The symposium was held by opening to the public, and the state of the symposium was simultaneously dlelivered to the world through the Internet Web.
    Construction of database :
    Based on the discussion in the symposium, the definition of building damage was redefined from the viewpoint of death occurrence in seismic damage building for the purpose of database construction for clarifying the death occurrence mechanism. The new definition was visualized as a pattern chart of building damage. Following the definition, we rebuilt the database from the information about dead and damage to building in the Kocaeri Earthquake and the Kobe Earthquake. In addiiton, we consolidated the database by adding the concerning data which various research organizations had collected.
    Modeling death toll estimation and its application :
    We elucidated the death causalities by means of event tree analysis for the Kobe Earthquake's database. On the basis of the result, a causal model following the process to death was proposed. That is to say, the death toll estimation model was constructed in multivariate regression model, in which the structural damage pattern of building can be specified as the result for given earthquake ground motion severities at the first step, the volumetric loss of building can be counted by the spatial damage index at the second step, and then the survival rate of inhabitants entrapped in collapsed building can be calculated at the final step. This model is not only accurate in comparison with the conventional simple models, that the collapse of building regulates the number of killed people, but also applicable to various type of buildings in foreign countries by introducing the index of volumetric loss. In addition, this model can help the decision-making for the optimal triage for search and rescue (SAR) activities as a post countermeasure ; because the survival potential of trapped people in collapsed building is affected strongly by the collapsed pattern of building, and the model can provide the information about the collapsed pattern.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 14404008
  • 個別要素法を用いた地震時建物被害による人的被害発生メカニズムの究明
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
    2002 - 2003
    高井 伸雄
    これまでに提案してきた破壊パターンは内部空間の損失を反映した指標であるが、さらに定量的に評価するために、内部空問の損失を評価するW-値を導入し、建物の破壊パターンとW-値との関係を明らかにした。ここで、人的負傷とを関連づけることで、建物被害とは独立した、人間への外力と傷害度との関係が導き出される。ここでは人間の負傷度を医学で用いられる指標(傷害度スコア)を引用し、医学研究者との議論を重ね、内部空間損失と人的負傷との関係を明らかにした。
    以上で地震時の建物被害による人的被害発生のメカニズムが明らかになったが、パターンと傷害度スコアとの関係は、東灘区のデータを利用していることから、一般化を目指し他地域での適用に関して議論した。そこで、対象地域を木造パラメーターの異ならないと思われる地域として、同地震で被害を受けた神戸市長田区を新たに対象地域都市として、GIS上に同様のデータベースを構築し、人的被害を予測した。その結果これまでに利用されてきた手法より精度の高い予測が可能となっている。これまでは木造に関しての解析であるが、1999年トルコ地震におけるRC建物造に関しての建物破壊パターンとW値との関係も議論可能とするべく、一次解析としてRC造の破壊パターンと主要な破壊階と死傷者の関係のデータベースを構築した、RCに関してはさらに詳細な解析を行う準備がある。
    ここで注目する点は精度の向上よりも、メカニズムに踏み込んだ議論をしていることであり、以上により明らかとなった木造建物の地震被害による人的被害発生メカニズムを基に、より安全性の高い破壊パターンを考慮した建物形式、及び既存不適格建物の補強方法を議論することが可能となった。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Young Scientists (B), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 14750465
  • 広域地震被害予測のための高精度地震動分布予測手法の開発
    2000 - 2001
    高井 伸雄
    セコム科学技術振興財団, Principal investigator, Competitive research funding
  • 広域地震被害予測のための高精度地震動分布予測手法の開発
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
    2000 - 2001
    高井 伸雄
    北海道の太平洋プレート境界付近で発生する複数の地震に関し、プレート内・プレート以浅、それぞれの地震波伝播経路長を説明変数、地震動強さを目的変数として、関係式を回帰分析により求めた。求められた関係式はおおよそ基盤における地震動分布予測式と考えてよい。また、回帰式と観測値の差を国土数値情報により議論した。
    各地震により求められた、回帰式の係数を目的変数、マグニチュードを説明変数とし、再度回帰式を求めた。この回帰式が、任意の地震、観測点に対して地震動を予測する距離減衰式に相当する。この回帰に際し、震源距離のみをパラメータとした減衰式も作成したが、回帰係数が、本手法と比較し低いことが確認でき、これは本手法が伝播経路の影響を考慮できている為であると理解できる。以上により北海道における広域地震動分布予測式を作成した。
    次に、求めた予測式を他地域に拡張して議論した。日本付近のプレートの沈み込みを北海道地域同様に既往の研究を基にモデル化し、過去の地震による震度分布や強震動データを用い、予測式の汎用性を検証した。特に東北地方では、同様のプレート沈み込み形状を有しており、予測精度が高いことが確認出来た。
    求められた予測式と、震度に対する被害関数を用い、北海道をテストフィールドとして想定地震に対する被害予測を実施した。この被害予測の結果と、既往の距離減衰式による予測結果とを比較し、考察を加えた。本手法による被害予測結果は、より実際の被害に近く、想定地震に対する、防災計画等への援用に有用であることが明らかとなった。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 12750504
  • Simple Installation of a Deep Borehole Seismometer Using a Preexisting Well
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    2000 - 2001
    SASATANI Tsutomu; TAKAI Nobuo; KAGAMI Hiroshi; KASAHARA Minoru; ANDO Fumihiko; HAYAKAWA Fukutoshi
    We have developed a simple method for installing a deep borehole seismometer inside a preexisting well. The developed points are (1)double-casing system down to the well-bottom to protect effects due to well-water movement, (2)boring at the bottom of the preexisting well to install the borehole seismometer, (3)damping system to protect vibration noises propagating the inner casing, and (4)use of an optical fiber cable to transmit the digital data. Our system is easy to install and take up the borehole seismometer.
    We have confirmed our system comparing the seismograms with those by the other borehole seismometers. Micro-earthquake activity beneath Sapporo urban districts has been studied based on data from several borehole seismometers. The epicentral distribution shows a linear trend with the NW-SE direction ; this might represent a blind fault beneath Sapporo urban districts. Finally we have studied the seismic response of sedimentary layers based on surface and borehole seismic data.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), HOKKAIDO UNIVERSITY, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 12558041
  • プレートの沈み込み形状を考慮した広域震度分布予測手法の開発
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
    1998 - 1999
    高井 伸雄
    広域地震防災対策の基礎資料として重要な想定地震における広域震度分布図を、精度高く予測するために、地球内部の減衰構造を反映させて作成する手法を開発している。被害地震で得られたアンケート震度データを、大規模減衰構造である太平洋プレートの沈み込み形状を踏まえて解析を行った。
    (1)サイスミックレイトレーサーの作成と伝播経路の計算及び回帰式の作成
    既往の2重深発地震面に関する研究を基に、北海道地域の太平洋プレートの沈み込み形状をプレートとそれより上部という2層にモデル化した。作成したモデルを基に観測点と震源を含む断面を作成し、スネルの法則を用いて2次元内の地震波伝播経路を求める。本年度は、前年度よりさらに広域、高密度に展開するため、経路を求めるためのレイトレーサーを作成し、このレイトレーサーを用いて伝播経路を求めた。求められる伝播経路はプレート内とそれより上部となる。震度を目的変数、求めた経路を2つの説明変数として各地震で回帰式を求めた。ここで、回帰係数から得られる地震規模の評価は従来の震源距離より評価される物より精度が高かった。
    (2)国土数値情報を用いた表層地質分類による補正係数
    さらに、GISソフトにより観測点と国土数値情報を結びつけることにより、求められた回帰式からの観測震度との差を表層地質により分類した。これより地形分類と震度差が密接な関係があることが明らかになり、各地形分類に対する震度の補正係数を導出した。
    (3)他地域への適用
    求められた、各地震における回帰式と表層地質による補正係数を用いて、東北地方の震度分布図を予測し、存在する震度分布図と比較したところ、距離減衰式で求められる予測震度よりも精度の高い予測が行えていることが明らかになった。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A), Hokkaido University, Principal investigator, Competitive research funding, 10750418
  • Regional Disaster Prevention Planning Guide based on Seismic Risk Assessment for Earthquakes Occurring Near Urban Districts
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
    1998 - 1999
    OKADA Shigeyuki; TAKAI Nobuo
    Near field earthquakes bring catastrophic disasters in large urbanized cities. Local governments must prepare the regional mitigation plans on the basis of seismic hazard and risk estimation in order to protect the building environment and the population. In case of Sapporo City, that is our research target, it is difficult to specify the source parameters of near field earthquakes affected the populated area. It is necessary to investigate the influence of indefinite parameters upon the risk assessment.
    In this paper, we enforced an importance of the plural estimation of seismic damages by probable earthquakes occurring near the urban area. Paying attention to the difficulties of taking measures against all of the cases on estimated damages, we gave an example of the rule of making decision about the priority of mitigation plans from the point of view of earthquake engineering and political science. Finally, we applied the Analytical Hierarchical Approach proposed by T.L.Saaty to decision-making on priority measures for earthquake prevention planning.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 10450198
  • Characteristics of Earthquake Disaster and Problems in Disaster
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
    1998 - 1999
    KAGAMI Hiroshi; TAKAI Nobuo
    Problems on earthquake disasters in rural area are discussed through the experiences due to recent damaging earthquakes attacked Hokkaido, northern Japan. In the field of earthquake disaster engineering, main concern has been focused on the problems in the densely populated area in large cities. It is obvious that in a large city seismic risk is very high because of concentration of vulnerable structures and complex functions. On the contrary in rural area seismic risk is rather small compared with urbanized area in general but there might be different problems due to the situation of isolation and less population in wide area. From the ratio of area, the chance to be attacked by earthquakes is much higher in rural area than in urbanized area. Therefore the problems in the rural area is also important in the earthquake disaster mitigation programs. In Hokkaido, northern most Japan, we had three large damaging earthquakes in 1993 and 1994. These events attacked not only urbanized area but also more wide rural area and caused much damages in primary industrial area. In this paper, problems on earthquake disasters are discussed through the experiences of three earthquakes. Firstly, reconnaissance reports, various data in local government and organizations, newspapers and related statistics are gathered and rearranged. Secondary, damaging and recovery processes and their effects to local society are revealed for each sector and specified problems in rural area are pointed out. Finally, new approach to the disaster mitigation programs in rural area is indicated.
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), HOKKAIDO UNIVERSITY, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 10680442
  • 建物内生存空間崩壊パターン記述法による激震下死者発生モデル構築へのアプローチ
    Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Exploratory Research
    1997 - 1999
    岡田 成幸; 高井 伸雄
    本研究は地震による建物破壊に起因する人的被害の抜本的低減を目的としており、激震下における人的被害を「建物構造破壊」→「建物内部崩壊」→「生存空間被災」→「人的被害発生」という時系列展開に基づくメカニズムで理解するためのアプローチ法を提言するものである。そのために必要なツールとして、建物の力学的崩壊パターンを数量評価する尺度および崩壊家屋内の生存空間の保存状態を記述する尺度構成を議論する。
    本研究は3ヵ年の研究期間を予定しており、遅滞なく進めるために以下のサブテーマを想定した。
    (1)サブテーマ1 : 基礎資料の構築
    (2)サブテーマ2 : 建物内生存空間の崩壊パターン記述法の考察
    (3)サブテーマ3 : 構造被害-生存空間被害-死傷者の関係考察
    (4)サブテーマ4 : 死傷者発生モデルの検討
    平成11年度は最終年度に当たる。初年度はサブテーマ1の研究遂行のためのデータベース化が主作業であった。2年度はそのデータに基づいた、建物崩壊パターン記述法(サブテーマ2)及び建物被害パターンと建物内人的被害との関係考察(サブテーマ3)のためのデータ収集に力点が置かれた。本年度の成果は、建物崩壊パターン記述法に関し、2年度において得られた木造建物被害パターンに加え、鉄筋コンクリート構造に関する被害パターン分類をトルココジャエリ地震(1999年)の被害写真より20分類し、それぞれのパターンごとに死者発生率を算定した。さらに、阪神淡路大震災の神戸市における航空写真を立体視解析し、人的被害データとコンバインすることにより、木造被害20分類についても、それぞれの死者発生率を求めることが出来た。この結果、従来の被害4分類より推定される死者予測式に比し、格段に精度・信頼度の高い推定式を構成することが出来た。
    また、本研究で提示した分類及び関数は本研究目的以外にも被害調査に一般的に利用できることなどが確認され、研究の副産物として十分意義深いものと位置づけられる。成果の一部は学会誌に投稿した。
    Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Exploratory Research, Hokkaido University, Coinvestigator not use grants, Competitive research funding, 09875127
  • 伝統的町並みにおける景観保全と地震時安全性の共存に関する研究
    1998 - 1998
    高井 伸雄
    セコム科学技術振興財団, Principal investigator, Competitive research funding
  • 都市形成史を考慮した地域地震危険度評価に関する研究
    科学研究費補助金 特別研究員奨励費
    1996 - 1996
    高井 伸雄
    日本学術振興会, Principal investigator, Competitive research funding