Localized amplification of ground motion and displacement due to coseismic off-fault damage

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K14020
• Research Institution: National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention
• Principal Investigator: 大久保 蔵馬 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波防災研究部門, 特別研究員 (30897921)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 断層破壊シミュレーション / 動的破砕 / 断層破砕帯

Outline of Annual Research Achievements

主断層の破壊伝播によって，主断層周囲に様々なスケールでの亀裂が二次的に生じることが示唆されている．そのような動的断層破砕の空間解像度が主断層の破壊様式やエネルギー収支にどのように影響するかを検証するために，異なるメッシュサイズを用いて動的断層破壊シミュレーションを実施した．断層モデルは有限長の二次元平面断層モデルを用いた．メッシュサイズは主断層の破壊伝播をシミュレーションするための条件を満たすものについて3種類を用いて実施した．その結果，メッシュサイズが異なると断層周囲のミクロな亀裂パターンはメッシュの形状に依存するものの，動的断層破砕が生成する領域や震源時間関数，断層近傍での高周波放射の空間分布などはメッシュサイズを小さくして二次亀裂の空間解像度を高めても大きくは変化しないことが明らかとなった． メッシュサイズの違いによるそれらの定量的な差については引き続き解析を進める．二次亀裂近傍で生じる地震動を解析する際にはその亀裂がメッシュ形状によらず生成されるかどうかを検討する必要がある一方で，ある程度広域的な地震波放射については本解析で用いたメッシュサイズを用いることができると考えられる．本研究内容について，日本地球惑星科学連合２０２３年大会で発表する予定である．今後は本研究で得られたメッシュサイズに関する知見をもとに実際の断層モデルを用いてシミュレーションを実施し，動的断層破砕が地震波の放射にどのように影響するかを評価する．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度数値シミュレーション用のワークステーションを購入し，断層破壊シミュレーションを実施するための環境が整った．平面断層モデルを用いた研究がまとまったため，今後は実際の断層モデルを用いたシミュレーションを行う．

Strategy for Future Research Activity

まず実際の断層モデルを用いた要素メッシュ作成を行い，応力場や摩擦パラメーター，および断層周りの媒質強度を設定する．その上で，動的断層破砕を考慮する場合としない場合（主断層のみの破壊）のシミュレーションを実施し，それらの比較を通して動的断層破砕がどの領域の地震動に影響するかを評価する．

Causes of Carryover

ワークステーションを購入したが，予定よりも安価に購入できたため次年度使用額が生じた．次年度は国際学会・研究集会への参加を計画している．また，データ保存用のHDD等も購入予定である．