Subsurface structure imaging for strong motion prediction using seismic interferometry

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15262
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 25030:Disaster prevention engineering-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Kosuke Chimoto 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (40713409)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 地震波干渉法 / 地下構造 / S波速度構造 / 自己相関 / 強震動 / 微動 / イメージング / 強震動予測

Outline of Final Research Achievements

To make the subsurface structure models which is necessary for strong-motion prediction, a method was developed for imaging pseudo-reflection cross-section by natural earthquakes and microtremors. For the imaging method using natural earthquakes, data processing of the theoretical autocorrelation function was investigated and it was found that the setting of filter range and bandwidth is important. By applying to actual observation records, synthesized reflection at the seismic bedrock was captured by setting appropriate parameters for each site. For the microtremor imaging method, dense microtremor observations were conducted, and detailed spatial changes in shallow soil were captured by the horizontal-to-vertical spectral ratio and cross-correlation function.

Free Research Field

地震工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

強震動評価に必要となる地下構造のイメージングは、人工地震探査によるものは大規模かつ高価な手法であるが、本研究では自然に発生する地震と微動の記録により安価かつ簡便に深部地盤のイメージングを可能とする手法を開発した。自己相関による地震基盤反射波の合成においては、サイトによってデータ処理におけるパラメータ設定が重要であることを示し、その設定方法の仕方を提案している。微動によるイメージングにおいては、多数の相互相関関数から地下構造の空間変化を捉える手法を開発した。多数の微動計を同時に使用するリニアアレイ観測手法を提案し、表層地盤の詳細なイメージングが可能であることを示した。