広帯域(0.1〜20秒)地震記録の解析に基づく耐震設計用模擬地震動の策定

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01601033
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 菊池 正幸 横浜市立大学, 文理学部, 教授 (20046147)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武尾 実 東京大学, 地震研究所, 助手 (00197279) ; 野田 茂 鳥取大学, 工学部, 助教授 (80135532) ; 井上 涼介 茨城大学, 工学部, 助教授 (20143141) ; 泉谷 恭男 信州大学, 工学部, 助教授 (60092863)
• Keywords: 模擬地震動 / 震源過程 / インバージョン / カルマンフィルター / 階層モデル / 半経験的手法

Research Abstract

本研究では、より合理的な耐震設計用模擬地震動の策定法の開発を試みた。その際、半経験的手法及び不規則震源過程のモデル化に重点を置いた。主な成果はつぎの通りである。
(1)震源過程が複雑さを示す原因の1つとして、破壊過程におけるメカニズムの変化がある。この変化を観測記録から求めるためのインバージョン法を開発・改良した。また、1976年グアテマラ地震(M=7.5)などいくつかの地震の震源過程を調べた。
(2)1983年日本海中部地震の比較的大きな余震について長周期実体波を用いて震源過程を調べたところ、震源の位置、発震機構、モーメントはほとんど同じであるが震源時間関数が大きく異なるものがあった。一方は単発、他方は多重震源であった。また、これら2つの余震の近地強震記録はかなり様相を異にするが、この違いは両者の震源関数の違いでほぼ説明がつくことが確かめられた。
(3)近地の地震記録を用いて複雑な震源時間関数を求めるインバージョン法を考案した。その際、時間関数を折線で近似することとし、その折れ点と高さをパラメタとして最小自乗解を求めた。この方法を1987年11月の伊豆大島の噴火に伴う地震をはじめ、いくつかの近地地震に適用した。
(4)長周期地震動の解析から得られる震源関数と階層モデル(上位階層の破壊は時定数・長さがn分の1の下部階層の小破壊をn^2個伴うというモデル)を結びつけ、短周期地震動を合成する方法を考案した。これを1985年メキシコ地震(M=8.2)の遠地実体波やその他の地震記録に適用し、方法の妥当性を確めた。
(5)サーボ型ディジタル強震計では、しばしば、雑音のために長周期帯域での精度がよくないことがある。このような記録を補正するための拡張カルマンフィルターを設計した。その際、雑音と強震計の応答に関する状態方程式と観測方程式を定式化した。

Research Products

• [Publications] 泉谷恭男,片桐冬樹: "M〜6クラスの地震の加速度記録に見られる断層破壊過程の影響" 地震学会講演予稿集.No2.A07 (1989)
• [Publications] 菊池正幸: "初期破壊時の実効応用の推定" 地震学会講演予稿集.1990No1. E32-13 (1990)
• [Publications] 武尾実: "近地地震記録から震源時間関数を決定する試み" 地震学会講演予稿集.1990No1. E32-04 (1990)
• [Publications] 野田茂: "仮想鳥取地震による直下型強震地動の推定" 第8回日本地震工学シンポジウム(1990)論文集. (1990)