Development of a standard technique for estimating underground velocity structure by seismic interferometry using strong-motion waveforms
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20K04084
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17030:Human geosciences-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
浅野 公之 京都大学, 防災研究所, 准教授 (80452324)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 地震波干渉法 / 速度構造 / 地盤構造モデル / 強震記録 / 堆積盆地 / 地盤構造 / 地震動 / 数値実験 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の概要は、堆積平野・盆地での地震動予測の精度向上や広帯域化に貢献するため、堆積平野・盆地内に多数設置されている震度計や強震計で得られたイベント波形記録を用いた地震波干渉法による地震波速度構造推定手法を高度化・標準化することである。実践的なデータ解析手順の追求に留まることなく、様々な条件を想定した数値実験を通じて検証を行い、堆積層の内部構造に関する真の描像を得るための条件を明確化したい。地質学的特徴の異なる複数の堆積平野・盆地を対象に、実際の観測データを解析し、数値実験結果と合わせて解釈することにより、手法の有用性と適用限界を明らかにする研究である。
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| Outline of Annual Research Achievements |
堆積平野・盆地での地震動予測の精度向上や適用可能周期帯域の広帯域化には、堆積層のS波速度構造や基盤深度の空間分布に関する詳細なモデル化が不可欠である。本研究は、強震・震度観測点のイベント波形記録に地震波干渉法（自己相関関数法）を応用し、堆積平野・堆積盆地の地震波速度構造を把握する手法を標準化することを目的とした研究を進めている。
令和5年度は、過年度の実績及び当初の研究実施計画を踏まえ、以下の成果を得た。
1) 京都及び奈良盆地を対象とした解析では、新たに府県から収集した波形記録を追加し、データセットを拡充した。前年度に開発したJMA2001モデルによるS波理論走時を参照して解析ウィンドウを自動抽出する手法を適用し、両盆地内の84観測点を対象に再解析を行い、自己相関関数から反射S波往復走時情報を抽出した。対象地域の最新の3次元地盤構造モデルを用いた理論往復走時との比較を行い、最新モデルによる理論往復走時は、既往のJ-SHIS V2モデルに比べ、観測往復走時との対応が改善され、多くの地点で、観測と理論往復走時の差は20％以内となった。一方、奈良盆地南東部のほか、山科盆地と京都盆地の境界付近の狭窄部や基盤形状急変部などでは顕著な差異がみられ、詳細な地盤構造調査が必要である地点も明らかとなった。以上の成果を第16回日本地震工学シンポジウムで発表し、査読学術誌に論文を投稿した。
2) 同様の手法を近畿地方とは地史や地盤構造の異なる熊本・八代平野の波形記録に適用し、「平成28年熊本地震を踏まえた総合的な活断層調査」による三次元地盤モデルとの比較を継続した。八代平野主要部では観測とモデルの一致が良好であった一方、北東の平野端部に近い観測点などで走時差が相対的に大きかった。また、熊本平野東部では基盤岩上面とは別の境界で反射した相の可能性も考えられ、追加検討が必要である。これらの成果を国内学会で発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
これまで、大阪盆地や京都・奈良盆地、熊本平野を対象とした、最新の三次元地盤モデルから各観測点直下の構造を一次元速度構造モデルとして抽出したモデルに基づく検証・評価は順調に進捗している。また、解析手法の高度化・標準化の1つとして、S波直達波及び反射波を含む解析ウィンドウを自動抽出するための方法を検討し、解析コードを整備した上で、各地の実データを用いて適用性を検証し、実用的なレベルに達することができており、本研究課題の目標に向かって前進している。一方で、三次元地盤モデルを直接取り込んだ三次元地震波動場計算による数値実験を用いた検証については完了していないため、次年度により一層取り組む必要があり、補助事業期間を1年延長することとした。また、現在投稿中の論文についても、査読意見を踏まえた修正対応などを次年度に行い、論文出版を目指している。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2～5年度に大阪平野、京都盆地、奈良盆地を対象に行ったデータ解析結果及び数値実験結果を踏まえて、当該地域の最新の三次元地盤速度構造モデルを組み込んだ数値実験を実施することで、盆地形状や入射方位などが解析結果に及ぼす影響についての検討を継続し、実地震波形データの解析に基づく基盤深度推定手法の開発にフィードバックさせ、本研究をまとめていくとともに、国内外で行われている関連研究も注視しつつ、今後の課題を整理する。
また、現在投稿中の論文についても、査読意見を踏まえた修正対応などを次年度に行うことで、研究の完成度を高め、査読論文として公表することを目標としている。
令和5年度に本研究で得られた観測往復走時と地盤モデルの理論往復走時の差が大きく、詳細な地盤構造調査が必要であるとされた地点のどこかを対象に（例：山科盆地と京都盆地の境界付近の狭窄部など）、現地での追加の微動観測を行い、本研究で抽出した反射Ｓ波往復走時とそれに基づいて推定された基盤深さがどの程度確からしいものかどうかを確認したい。
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Report
(4 results)
Research Products
(8 results)
