共同研究・競争的資金等の研究課題

• 波形逆解析法による全国の主要平野の地下構造モデルを用いた長周期地震動の高精度評価
  科学研究費助成事業 基盤研究(A)
  2022年04月01日 - 2026年03月31日
  山中 浩明, 高井 伸雄, 松島 信一, 地元 孝輔, 山田 伸之, 神野 達夫, 笠松 健太郎
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 東京工業大学, 22H00234
• 世界遺産都市ネパール市を例とした動態保存手法開発のための地震工学的アプローチ
  科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
  2020年10月27日 - 2025年03月31日
  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．
  日本学術振興会, 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B)), 北海道大学, 20KK0105
• 中地震に特化した設計用入力地震動作成手法提案による想定のパラダイムシフト
  科学研究費助成事業 基盤研究(A)
  2020年04月01日 - 2025年03月31日
  高井 伸雄, 越川 武晃, 前田 宜浩, 地元 孝輔, 神野 達夫, 重藤 迪子
  【地震動・地下構造・地震被害データベース構築】2018年北海道胆振東部地震の余震を含めた強震記録の整理，日本海溝・千島海溝付近のプレート境界およびプレート内で発生する地震に対して周波数毎の励起特性の分析等を実施した．観測点の浅部地下構造探査の精度の確認のため，2020年10月から実施している北見市における7点同時微動アレー探査と表面波探査を継続した．夏期と冬期の変化に加え，表層の乾燥状態によっても，表面波探査結果が異なる事が示された．2021年10月より北見市内で地点を変え，25cmの受振器ピッチで72chの同時観測により，高密度表面波探査を実施し浅部探査結果の季節変動に関する検討を行った．夏期と比較して厳冬期はレイリー波の位相速度が高くなることが確認出来，表層地盤の速度構造探査の問題点等が指摘でき，地震動の高周波数側への影響把握の基礎データが蓄積された．
  【2018年北海道胆振東部地震の震央付近の1次元地下構造モデルの構築】推定済みであるHKD126観測点に加え，前年度に引き続き，震度7が記録された気象庁鹿沼観測点から直後に臨時余震観測点を設置した地域に，本年度は長周期の地震動が卓越したと思われる浜厚真余震観測点HUE05を加え，地震記録を用いた自己相関関数等の解析を実施し，既存の地下構造モデルの検討を実施した．既往の地下構造でも震央付近は非常に基盤構造が複雑であり，それぞれの観測点の記録に対して実施した自己相関関数解析においては，観測点から震央への方位角により，自己相関関数のピーク位置が異なることを明らかにし，今後の傾斜面の把握等の基礎資料を得た．
  【2018年北海道胆振東部地震の震源モデルの構築】既往の震源インバージョン結果を整理し，余震記録を用いて経験的グリーン関数法により，非線形性を考慮した上で，本震時の震央周辺の記録の再現に着手した．
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 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
  2023年03月17日 - 2024年03月31日
  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
• プレート内地震の高振幅短周期は本当か？－設計用入力地震動作成のための震源像－
  科学研究費助成事業 挑戦的研究(開拓)
  2017年06月30日 - 2021年03月31日
  高井 伸雄, 重藤 迪子
  プレートの沈み込み帯付近で発生する地震の震源特性として，短周期励起特性が地震タイプ・深さ等により異なる事が指摘されてきた．これまでに，東北沖の日本海溝付近および，北海道東岸域で発生する地震の短周期地震波の励起特性を把握するため，地震動予測式に基づいて地震タイプ間の短周期励起特性の比較を実施してきた．
  2018年9月6日に2018年北海道胆振東部地震が研究対象地域で発生した．本地震の地震タイプは対象としていた地震タイプとは異なっているものの，内陸地震としては，国が地震発生層と想定している深さよりはるかに深く約40kmという震源深さを持つ地震であり，且つ，短周期レベルが大きいことが指摘されている．またマントル内部に剥離した近くの一部内で発生している可能性もあるとの指摘も存在する．
  本地震の震源特性をも比較対象とするべく，昨年度より，これまでに計画していた工程の一部を充実させた．2018年北海道胆振東部地震の発生した地域は，これまでにスラブ内地震の短周期レベルを検討してきた地域であり，本地震の発生直後より，臨時余震強震観測や微動観測と浅部探査である表面波探査を実施して，正確なサイト増幅特性を把握するために当該地域の観測点の地下構造探査をさらに充実させた．それにより深部～浅部までの統合速度構造が推定されている．
  また，2018年北海道胆振東部地震における地震動による木造被害集中地域での危険な強震動に関して， むかわ町付近に於いて地震発生直後から臨時余震強震観測および地下構造探査を面的に展開することで，発生要因の検討を追加して実施し，論文として公表している．加えて，震源の短周期レベルに関係する，2Gを超える大加速度が記録された追分観測点（K-NET，KiK-net）の2点での短周期の増幅特性を詳細に把握するため2点間で高密度な表層の探査を実施している．
  日本学術振興会, 挑戦的研究(開拓), 北海道大学, 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年 - 2021年
  纐纈一起
  科学技術振興機構－国際協力機構, 競争的資金
• 平成30年北海道胆振東部地震とその災害に関する総合調査
  科学研究費助成事業 特別研究促進費
  2018年10月04日 - 2019年03月31日
  高橋 浩晃, 勝俣 啓, 大園 真子, 橋本 武志, 青山 裕, 酒井 慎一, 松本 聡, 岡田 知己, 小菅 正裕, 寺川 寿子, 飯尾 能久, 中尾 茂, 上嶋 誠, 柴田 智郎, 大津 直, 高井 伸雄, 飯場 正紀, 渡部 要一, 菊地 優, 岡崎 太一郎, 白井 和貴, 西村 裕一, 石川 達也, 高瀬 裕也, 永井 宏, 宮森 保紀, 三宅 弘恵, 松島 信一, 浅野 公之, 重藤 迪子, 卜部 厚志, 前田 宜浩, 石澤 友浩, 廣瀬 亘, 小山内 信智, 山田 孝, 笠井 美青, 檜垣 大助, 風間 基樹, 千木良 雅弘, 渦岡 良介, 竹林 洋史, 木村 誇, 石丸 聡, 岡田 成幸, 内田 賢悦, 有村 幹治, 植松 武是, 多々納 裕一, 梶谷 義雄, 能島 暢呂, 田村 圭子, 中村 洋光, 戸松 誠
  平成３０年北海道胆振東部地震とその災害に関する総合調査を実施した。大きな人的被害を出した厚真町の同時多発斜面崩壊では、周辺火山の噴火により厚く堆積した火砕降下物の底面に粘土化したすべり面が確認された。震源近くでは距離減衰式より大きな速度加速度が観測され、むかわ町の建物被害は地盤構造による地震動の増幅が影響しいる可能性が示された。札幌市内の住宅地で発生した液状化は、密度の小さな火山灰での谷埋め盛土と高い地下水位が関与している可能性が示された。道内全域停電が社会インフラや社会経済活動に与えた実態が明らかにされた。住民も対象とした成果報告会を開催し研究成果の社会還元を行った。
  日本学術振興会, 特別研究促進費, 北海道大学, 18K19952
• プレート境界近傍の堆積盆地における強震動予測に関する研究
  科学研究費助成事業 若手研究(B)
  2016年04月01日 - 2019年03月31日
  重藤 迪子, 高井 伸雄
  プレート境界地震での震源近傍における堆積盆地の強震動予測の高精度化を目的に，インドプレートとユーラシアプレートの衝突帯で発生した2015年ネパール・ゴルカ地震の震源断層近傍に位置するカトマンズ盆地で観測された長周期地震動を対象とし，その生成メカニズムの解明を行った．岩盤観測点で観測された幅約5秒の長時間幅パルス地震動は，最近傍のすべり域からの近地項・中間項に大きく影響を受けたものであり，その地震動が軟弱な堆積盆地に入力することで増幅され，周期約3～5秒で200～500 cm/sにおよぶ長周期地震動が生成されたことを明らかにした．
  日本学術振興会, 若手研究(B), 九州大学, 16K16370
• 震源近傍の強震動予測手法の開発と工学的利活用に関する研究
  科学研究費助成事業 基盤研究(C)
  2016年04月01日 - 2019年03月31日
  久田 嘉章, 高井 伸雄, 重藤 迪子, 工藤 一嘉, 入倉 孝次郎, 横田 崇, 田中 信也
  まず2015年ネパール・ゴルカ地震で観測した長周期パルス地震動が約10kmの深さの震源断層からの地震動による堆積盆地への増幅波であることを明らかにした。次に、震源逆解析データと強震記録から地震発生層より浅い領域から発生するフリングステップにおけるすべり速度関数の経験的な構成則を導き、従来の強震動予測レシピを改善する予測モデルを構築した。さらに2016年熊本地震、1999年コウジャエリ地震、2008年四川地震等の大規模な活断層帯地震での震源近傍の観測記録の再現性を確認し、手法の妥当性を検証した。最後に、超高層建築における長周期パルス等の長周期地震動に対する効果的な制震補強の検討を行った。
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 工学院大学, 競争的資金, 16K06586
• 2015年ネパール地震と地震災害に関する総合調査
  科学研究費助成事業 特別研究促進費
  2015年05月22日 - 2016年03月31日
  矢田部 龍一, 福岡 浩, 檜垣 大助, N.P Bhandary, 長谷川 修一, 上石 勲, 和泉 薫, 佐藤 比呂志, 高井 伸雄, 熊原 康博, 三尾 稔, 高田 洋介, 竹内 泰, 大窪 健之, 南 真木人, 渥美 公秀, 村上 ひとみ, 八木 浩司, 野々村 敦子, 山口 悟, 河島 克久, 平田 直, 酒井 慎一, 蔵下 英司, 纐纈 一起, 重藤 迪子, 石山 達也, 松多 信尚, 廣内 大助
  2015年4月25日に発生したネパール・ゴルカ地震の総合調査を行った。得られた結果は次のようである。地震の発生機構の解明、断層活動や地震動による山間部での斜面災害の発生機構の解明、建築物・土木構造物の被害の実体解明、地震・雪氷複合災害の実体解明とリスク評価などの観点から総合的な調査を実施することで、ネパール国における二次災害の軽減と復興計画策定に貢献した。
  日本学術振興会, 特別研究促進費, 愛媛大学, 15H05793
• 単点強震動予測式（Single-Station GMPE）開発の試み
  科学研究費助成事業 挑戦的萌芽研究
  2013年04月01日 - 2016年03月31日
  高井 伸雄
  一般的な既往の距離減衰式は，複数の地域で発生した多くの地震からの複数サイトの記録を用いた回帰分析によって作成されているため，予測値と観測値は大きな残差を有している．そこで，本研究では，単一サイトにおける地震動予測式（SS-GMPE: Single-Site Ground Motion Prediction Equations）を提案した．提案した三陸沖アウターライズ地震に対するSS-GMPEは，サイトごとに擬似速度応答スペクトルを予測するもので，MWと震源距離をパラメターとした回帰分析によって構築した．構築した予測式では，残差の大幅な低減が確認できた．
  日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 北海道大学, 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年 - 2016年
  纐纈一起
  科学技術振興機構, 競争的資金
• カトマンズ盆地における３次元地下構造モデルの構築とそれに基づく強震動予測
  科学研究費助成事業 基盤研究(B)
  2011年04月01日 - 2014年03月31日
  高井 伸雄
  ネパール国の世界遺産地域であるカトマンズ盆地において，現地の地質・地震学の専門家と共同で，地下構造を評価し，それに基づいた，強震動評価を試みた．
  第１に強震観測を盆地内外で開始した．第２に観測地点の付近の浅部地下構造を表面波探査法により推定した．強震観測により良好な地震記録が得られており，それら記録のスペクトルより，表面波探査により推定した地下構造と整合性のある事を確認した．カトマンズ盆地および周縁部で得られていなかった強震記録を高品質で得たのは本研究が初めてで有り，今後の強震動予測への重要な基礎資料となる．
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 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年 - 2014年
  高井 伸雄
  戸田育英財団, 研究代表者, 競争的資金
• 全国主要都市の予測強震動データベース作成とそれによる被害リスク評価
  科学研究費助成事業 基盤研究(A)
  2009年 - 2012年
  川瀬 博, 釜江 克宏, 岩田 知孝, 山中 浩明, 佐藤 智美, 笹谷 努, 高井 伸雄, 野津 厚, 松島 信一, 加藤 研一, 藤原 広行, 関口 春子, 境 有紀, 包 那仁満都拉
  全国主要都市を対象とした予測強震動と発災リスクを評価することを目的として、想定震源断層を系統的な考え方で設定し、その情報を用いて同一プログラムによる予測強震動を作成し、その予測強震動を建物応答解析モデルに入力して建物被災リスクを評価するとともに、東北地方太平洋沖地震のデータを活用して現行の強震動予測のスキームにおいて結果を変動させる各種要因に対し詳細な検討を加え、予測手法を高度化した
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 京都大学, 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年 - 2011年
  高井 伸雄
  大林財団, 研究代表者, 競争的資金
• 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年 - 2011年
  高井 伸雄
  平和中島財団, 研究代表者, 競争的資金
• 長周期地震動とその都市災害軽減に関する総合研究
  科学研究費助成事業 基盤研究(A)
  2007年 - 2010年
  纐纈 一起, 堀 宗朗, 三宅 弘恵, 入倉 孝次郎, 工藤 一嘉, 翠川 三郎, 高井 伸雄, 岩田 知孝, 川瀬 博, 釜江 克宏, 竹中 博士, 久田 嘉章, 青井 真, 古村 孝志, 笹谷 努, 関口 春子, 福和 伸夫, 座間 信作, 藤原 広行, 東 貞成, 関口 春子, 福和 伸夫, 藤原 広行, 東 貞成, 古村 孝志, 笹谷 努, 座間 信作
  本研究の目的のひとつである長周期地震動ハザード地図、あるいは被害予測まで含めた長周期地震動リスク地図の作成を長周期地震動評価と呼ぶとすれば、その研究は4つの要素研究(震源モデル、地下構造モデル、シミュレーション、被害予測)の一連の組み合わせに他ならない。本研究では、各要素研究を統合し、長周期地震動のための全国地下構造モデル、長周期地震動ハザード地図、長周期地震動リスク地図を作成する。
  日本学術振興会, 基盤研究(A), 東京大学, 19201034
• 保育所における防犯・防災性能の向上に関する研究　　　　　　　　　　　　　　　
  2006年 - 2006年
  高井 伸雄
  セコム科学技術振興財団, 研究代表者, 競争的資金
• 2003年十勝沖地震群による強震動の特性評価とその予測に関する研究
  科学研究費助成事業 基盤研究(B)
  2004年 - 2006年
  笹谷 努, 鏡味 洋史, 高井 伸雄, 岡田 成幸, 石川 博之, 佐藤 京, 田近 淳, 池田 憲二
  2003年十勝沖地震は,日本列島に展開された強震観測ネットによって初めて観測されたM8クラスのプレート間大地震で,本震及び余震による強震データが近代的な強震計によって大量に得られた。ここでは,これらのデータを用いた3年間の研究成果を簡単にまとめる。
  1 広域における強震動特性
  地動の最大加速度(PGA),最大速度(PGV),速度応答スペクトルの空間分布及び距離減衰関係の検討から,これらのパラメータの空間分布及び距離減衰関係が周期に応じて大きく変わること,さらに,周期に応じて震源,伝播経路,サイト特性の現れ方の異なることがわかった。例えば,固有周期0.1secの速度応答値の距離減衰関係は,サブダクションゾーン下のS波の減衰構造(つまり,伝播経路特性)を反映しているが,固有周期が20secのそれは,震源からの地震波の放射特性(つまり,震源特性)を反映している。
  2 サイト特性
  各地のサイト特性は,上記パラメータの空間分布において周期に応じた局所的な異常として現れる。例えば,勇払平野,石狩平野,サロベツ原野などの大きな堆積盆地では,長周期の盆地転換表面波が強く励起されている。本震による苫小牧や石狩湾新港での石油タンクの被害は,この波によるものである。
  3 地盤の非線形応答特性
  強震動による地盤の非線形応答が震源近傍の多数の地点で抽出された。通常は,この非線形応答によってPGAが線形応答時よりも減少されるが,最大余震時の浦河K-NETにおける加速度記録は,スパイク状の特異な波形を示し,そのPGAが線形応答時よりも増大されていることがわかった。
  上述の大量のデータを解析する強震動の特性評価に力を注いだため,その予測に関する研究まで十分に手が回らなかった。しかし,強震動予測に地盤の非線形応答を考慮すべきという重要な知見を得た。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 16310120
• 保育所における防犯・防災性能の向上に関する研究
  科学研究費助成事業 若手研究(B)
  2004年 - 2005年
  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.
  日本学術振興会, 若手研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 16710103
• 地震時の建物内死者発生メカニズム解明のためのデータベース構築とデータマイニング
  科学研究費助成事業 基盤研究(B)
  2002年 - 2004年
  鏡味 洋史, 鏡味 洋史, 岡田 成幸, 高井 伸雄, 清野 純史, 和藤 幸弘, 石山 祐二, 鏡味 洋史
  当研究は、地震発生時の建物倒壊に伴う死者発生メカニズムを明らかにし、防止のための建築行為、救出行為・医療行為の効果的対策指針を与えることを目的としたものである。研究代表者は平成14年〜平成16年9月まで、岡田成幸(北海道大学大学院工学研究科・助教授)が執り行っていたが、研究の途次、名古屋工業大学への異動に伴い、事務手続き上、代表を残務期間の平成16年10月〜平成17年3月については分担者であった鏡味に交替し、岡田は分担者として引き続き研究に参画した。被災建物内での死者発生メカニズム解明のためのデータベース構築のために、建物の被害定義を死者発生の観点から再定義し、それを建物破壊パターンチャートとして視覚化し、それを整理の軸に、兵庫県南部地震の木造建物被害と死者のデータ及びコジャエリ地震のRC造建物被害と死者のデータとをデータベースに再構築した。コジャエリ地震では、被災地で死体検案を行っていないので医学的データは当局を介して入手することが出来ないため、被災当事者からのヒアリングでデータ入手することを試み、その手段として建物被害パターンチャートを併用した調査シートを作成し用いた。これにより、住居ごとに建物構造、被災度、居住者の生死・負傷割合、負傷場所等を建物・医療の知識のない住民から、効率的に聴取することが出来た。バム地震でも同様の方法により関連データの入手を行った。これらのデータベースを基に、死者発生のメカニズムを追った死者予測モデルを構築した。本研究成果は上記のごとく、死者発生解明のために工学-医学の両域に必要なデータ入手の方法とデータベース化への整理方法を具体的に示し、そしてそのデータを基に予測精度が高く、かつ死者低減のための対策効果評価やSAR意思決定情報への応用が期待される死者発生数予測モデルを提案することが出来た。さらに、想定被害評価のための簡便モデルも併せて提案することが出来た。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 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
  科学研究費助成事業 若手研究(B)
  2002年 - 2003年
  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。
  日本学術振興会, 若手研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 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年 - 2001年
  高井 伸雄
  セコム科学技術振興財団, 研究代表者, 競争的資金
• 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
  科学研究費助成事業 奨励研究(A)
  2000年 - 2001年
  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。
  日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 12750504
• 既存の深層井戸を利用したボアホール地震観測システムの開発
  科学研究費助成事業 基盤研究(B)
  2000年 - 2001年
  笹谷 努, 高井 伸雄, 鏡味 洋史, 笠原 稔, 安藤 文彦, 早川 福利
  都市部での地震観測において,そこでの人工ノイズを避けるためにボアホール地震観測が必要なことは広く認識されている.しかし,大きな問題は,その設置にはボーリング掘削等に多額の費用を要することである.本研究は,その問題を回避するために,既存の深層井戸(500m以深)を利用したボアホール地震観測システムの開発とその実用化を目指したものである.
  平成12年度の研究においては,ボアホール地震計を鉛直に設置するために,以下の開発を行なった:(1)二重ケーシングと井戸孔底の特別仕上げ方法,(2)ケーシングを伝わる地表からのノイズの除去方法(免震機能),(3)それに対応した地震計の開発.二重ケーシング構造は,井戸本来の目的を損なうことなく地震観測を行なうために考案された.また,地震計は,既存の井戸の孔底にさらにボーリングした孔に設置される.
  平成13年度においては,本システムの性能チェックとそれによるデータを基に以下の研究をすすめた.(1)本研究で開発されたシステムが正常に作動していることをチェックするために,本システムによる記録と札幌市が市内に展関している3点のボアホール地震観測による記録とを比較した.微動記録と震度2の記録について比較し,本システムが正常であることを確認した.(2)札幌市と本研究による全部で6点のボアホール地震観測点と郊外2点の地表地震観測点のデータを用いて,札幌都市域直下の最近4年間の微小地震活動について調べた.その結果,北西-南東方向に線状に配列した震央分布を得た.(3)地表とボアホール地震記録との比較から,堆積層による増幅特性について研究した.その際に,PS検層の行なわれていなかった地層についてS波速度を推定した.
  本研究により,既存の深層井戸を利用したボアホール地震観測システムの開発・実用化に成功したと言える.
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 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
  科学研究費助成事業 奨励研究(A)
  1998年 - 1999年
  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。
  日本学術振興会, 奨励研究(A), 北海道大学, 研究代表者, 競争的資金, 10750418
• 都市直下地震を想定した入力地震動の考え方と地域防災計画のあり方
  科学研究費助成事業 基盤研究(B)
  1998年 - 1999年
  岡田 成幸, 高井 伸雄
  本研究の目的は、従来の被害評価手法が都市直下の地震にはそのまま適用できないことを数値シミュレーションから指摘し、都市直下に地震が想定される場合の被害評価法のあり方を、札幌市を例に具体的に与え、被害評価の際に、起震断層が特定できず震源パラメータが一意に絞り込めない場合、または起震断層に不確定要素が多い場合、あるいは多くの起震断層が想定される場合に防災上対処できるべく、直下地震による被害評価の結果をいかにして地域防災計画へ反映させ得るかについて言及することにある。研究初年度は、被害評価シミュレーションを行い、直下地震で不確定性が問題となる震源パラメータの評価結果への影響を数量的に明らかにした。震源パラメータの内、特に断層破壊開始点の影響が大きく、被害量で約10倍の格差を生じることが確認でき、防災計画立案への問題点として指摘した。その結果を承け、札幌市を事例として評価結果を防災計画に反映させる場合に検討すべきルールを、地震学的観点・地震工学的観点・防災行政的観点からそれぞれ提示した。平成11年度は最終年度にあたり、昨年度の成果を一般市町村へ拡張し、複数の被害シナリオが想定される場合に対策重要度決定ルール則を提案し、それをもとに北海道全市町村を対象として防災対策の是非の診断を行った。具体的には、北海道全市町村の防災担当官に対策意識に関する一対比較型アンケート調査を実施した。得られた成果として、本方法により防災担当官の対策意識が浮き彫りにされること、そしてそれに基づいて各自治体ごとに防災対策の方向性の是非が診断され得ることが判明し、今後の本邦における地域防災計画策定のためのツールとして有効活用の道が開けた。また、成果の一部を学会誌等に発表した。
  日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 10450198
• 農漁山村部における地震災害の特徴と防災課題の整理
  科学研究費助成事業 基盤研究(C)
  1998年 - 1999年
  鏡味 洋史, 高井 伸雄
  従来の地震防災に関する研究では都市の問題に偏り、都市部以外での問題が余り論じられていなかった。非都市部のいわゆる農漁山村では、都市部には見られない例えば人口希薄地域特有の問題など多くの問題を抱える。さらに、地震に襲われる頻度を考えて見ると都市化の著しい日本においても圧倒的に非都市部の方が多く、近年の被害地震の起こり方もこの事を示している。これらのことから、非都市部における地震防災の問題は決してないがしろにできない問題であり、地震防災計画手法確立の必要性に迫られている。本研究ではテストフィールドとして近年立て続けに被害を経験した北海道東部、南西部を対象として地震災害の実態を明らかにし関連する要因を分析し防災課題を整理する事を目的に2年計画で実施したものであり、本年度は2年度にあたる。
  本年度は檜山地方に絞り、次に示す項目について調査研究を進めた。1)北海道南西沖地震の被災の追跡調査では、被害調査報告書など特に各市町村や各団体の取りまとめた報告書の発掘に努め幅広く収集し被災の全容の解明に供した。被災現地の役場を訪問し、地震直後の対応、復旧・復興状況の聞き取り調査を行なった。2)地域構造の把握のため、現地の図書館、博物館、郷土資料館に赴き、市町村史、古地図、新聞などの資料の収集を行った。
  これらの資料をもとに、地震災害の全容を時空間で整理しなおし、地域特性との関連を分析した。また、兵庫県南部地震を契機に各地で防災対策が以前よりも増して強化されており、進められている防災対策の現状についても分析を進めた。
  日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 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
  科学研究費助成事業 萌芽的研究
  1997年 - 1999年
  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。
  日本学術振興会, 萌芽的研究, 北海道大学, 連携研究者, 競争的資金, 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年 - 1998年
  高井 伸雄
  セコム科学技術振興財団, 研究代表者, 競争的資金
• 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年 - 1996年
  高井 伸雄
  日本学術振興会, 研究代表者, 競争的資金