Gaku Shoji

Analysis of Tsunami Flow Velocities during the March 2011 Tohoku, Japan, Tsunami

The March 2011 Tohoku, Japan, tsunami caused severe damage to many buildings, bridges, and lifelines along the Pacific coast of Japan. To analyze its effects on structures, the tsunami flow velocity and the tsunami flow depth are needed to estimate the force acting on structures. Videos recording tsunami flows are available on many websites. Ten cases of tsunami flow velocities and flow directions are analyzed from videos by estimating the movement distances of observed objects. The analyzed tsunami flow velocities are 3–5 m/s in Kamaishi City, 2 m/s in Ofunato City, 3–6 m/s in Kesennuma City and 1.5 m/s in Iwaki City. The analyzed velocities fall in the range of 1.0 g h to 1.5 g h . A case study of tsunami simulation is performed to estimate the velocity in Kesennuma City. At the same locations as the recorded videos, the tsunami flow velocities from the simulation agree the velocities from recorded videos.

Relationship between Tsunami Fluid Force and Tsunami Velocity Acting on a Bridge Deck

き波型砕波段波,波面勾配が緩やかな波及び橋桁が水没 した状態での巻き波型砕波段波を対象とした.砕け寄せ 波型は河口付近近傍において津波が河川を遡上後に橋桁 に作用する状態,巻き波型は河口部の極近傍で津波が作 用する状態を模擬している.波面勾配が緩やかな波は津 波が遡上するような河川位置において河川水面の低い状 態で津波が橋桁に作用する状態を模擬しており,橋桁が 水没した状態での巻き波型は河口部の極近傍において第1 波の津波により橋桁が水没し,湛水状態にある橋桁に対 して第2波の津波が作用する状態を模擬している. 実験条件及び実験水路を表-1,図-1に示す.橋桁模型 は,インド洋大津波で被災したインドネシアの単径間RC 桁橋Lueng Ie Bridgeを幾何学的に1/79.2に縮尺した.橋 桁模型の構造諸元及び対象とする波面形状の模式図を図2,図-3に示す.ただし,橋桁模型下部への空気混入が津 波波力に与える影響については後述する計測方法におい て切り離すことができないため以下では論じない. 砕波段波の実験ケースでは,桁下から河床までの高さ を50mmに固定し,静水深h0を8ケースに変化させた.ま た,造波を多数回試行し,図-1中0地点から1500mmの位 置における砕波段波を巻き波型,5500mmの位置における 砕波段波を砕け寄せ波型と定義した.波面勾配が緩やか な波の実験ケースでは,橋桁模型を0地点から1500mmの 位置に設置し,ドライベッドの状態下で桁下高hcを4ケー スに変化させた.橋桁が水没した状態での巻き波型の実 験ケースでは,橋桁模型を0地点から1500mmの位置に設 置し,桁上高ha=10mmと固定した上で桁下高hcを2ケース に変化させた.全てのケースで貯水部水位を3段階変化さ せることにより津波波高aを3段階変化させ,ゲート急開 方式により波を発生させた. 計測パラメータは橋桁模型前面の津波流速v,橋桁前面 及び背面の津波波高a,橋桁模型に作用する水平波力FX,鉛 直力FZ及びy軸回りのモーメントMyである.津波流速はプ 橋桁に作用する津波波力と津波流速の関係 Relationship between Tsunami Fluid Force and Tsunami Velocity Acting on a Bridge Deck