2023 Fiscal Year Final Research Report

Construction of the system for estimating irregular subsurface structure using ambient noise for strong ground motion prediction

Research Project

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Project/Area Number	19H02287
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 23010:Building structures and materials-related
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	Uebayashi Hirotoshi 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (30300312)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	長郁夫国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 上級主任研究員 (10328560) 新井洋国立研究開発法人建築研究所, 構造研究グループ, 上席研究員 (40302947) 大堀道広福井大学, 附属国際原子力工学研究所, 准教授 (50419272) 吉田邦一一般財団法人GRI財団, その他部局等, 主任研究員 (50425732)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	微動 / 不整形地盤 / 全波動場 / 実体波 / 表面波 / 位相速度 / 波動種別
Outline of Final Research Achievements	In order to investigate the behavior of microtremors in irregular subsurface structures, microtremor waveforms in a three-dimensional subsurface structure model were generated and phase velocities were calculated. In the region where the effect of irregularity is small, a peak-shaped phase velocity exceeding the S-wave in the half-space medium, which cannot be explained by the Rayleigh wave theory, was observed. It was confirmed by analyzing the microtremor array observation data that this was also observed at the actual site. The contribution of body waves to the generation of this phase velocity was evaluated by full-wavefield modeling. On the other hand, numerical experiments confirmed that complex wavefields such as microtremors and seismic motions in sedimentary basin structures can be accurately separated into Rayleigh waves (P waves, SV waves) and Love waves (SH waves) by using their spatial derivatives.
Free Research Field	建築構造学、地震工学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	微動の位相速度から地下構造を推定する場合、速度コントラストが大きな基盤層と表層間の深度やそれぞれのS波速度の推定が特に、重要となる。この推定に大きく影響する位相速度を表面波理論のみで評価すると、観測においてピーク状の位相速度が見られるサイトに対して、大きな誤差を生じる可能性があった。本研究で提案した全波動場理論を用いることで、そのような誤差を低減できることが予想される。微動を用いた地下構造の各種推定手法の有効性を３次元堆積盆地モデルを用いた波動場から評価する際に、全波動場を本研究で提案したレイリー波とラブ波に分離する手法を適用することによって、より厳密に評価することができると考えられる。