| 研究課題/領域番号 |
19H02287
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
上林 宏敏 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (30300312)
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| 研究分担者 |
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 一般財団法人地域地盤環境研究所, その他部局等, 主任研究員 (50425732)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 微動 / ピーク位相速度 / H/Vスペクトル / 実体波 / ラブ波 / レイリー波 / 京都盆地 / 大阪盆地 / 不整形地盤 / 位相速度分散曲線 / シミュレーション / HVスペクトル比 / 全波動場 / 空間微分 / 水平成層地盤 / 新手法 / 不整形地盤構造 / 全波動場と空間微分 / 位相速度 / 実効位相速度 / 傾斜基盤面 / 模擬微動波形 / ベンチマークテスト / 地下構造推定 / 微動探査 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
発生が危惧される大地震による構造物の応答を予め評価するために必要な，地面の揺れ（強震動）の高精度な推定には，構造物周辺の3次元地下構造の把握が必要となる。
様々ある推定法のうち，微動探査は同時に多くの地点を低コストで実施できる。これまでの微動探査は，地層が水平かつ平行に堆積したモデル仮定に基づいてきた。しかしながら，平野周辺部や平野内に存在する断層帯付近では，不整形な地層形状を有しており，上記仮定に基づく手法の適用限界があるにも関わらず，これまで系統的な評価は行われてこなかった。
本研究では，既に現実的な3次元地下構造が構築されているモデルを用いて，数値実験に基づいて上記の評価を行う。
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| 研究実績の概要 |
不整形地盤における微動の振る舞いを調べるため，３次元地下構造モデルを用いて求めた模擬微動波形を作成し，位相速度分散曲線を算出した．その際，1)不整形地盤による影響が小さい領域において，従前のレイリー波理論では説明ができない基盤層のS波を超えるピーク状の位相速度が見られた．一方，2)盆地構造における微動や地震動のような複雑な波動場において、それらの空間微分量を用いることによって，水平成分に含まれるレイリー波とラブ波を精度よく分離できることを数値実験によって確認した。
1)については、実サイト（基準ボーリング地点）での微動アレイ観測データの分析から、上記のピーク状の位相速度が実際に生じることを見つけた。この生成要因として、実体波の寄与によることをPS検層に基づく水平成層構造モデルに対して全波動場モデリングを適用することによって確認できた。また、同モデリングによって観測で得られた水平/上下スペクトルについても再現できることも確認した。
さらに、上記の水平成層構造モデルの基盤層の下方に仮想的に極めて高速度な層を付与することによって、レイリー波理論でもピーク状位相速度を近似できることを確認し、それが極めて狭い周波数帯域にレイリー波の数多くの高次モードが寄与していることを確認した。これらの成果を米国地震学会誌上で発表した。
2)については、大阪堆積盆地モデルにおける地震動波形（全波動場）を用いて、全ての継続時間において全波動場をSH波、SV波およびP波の各波動場に分離した。分離には均質媒質におけるヘルムホルツ分解手法を用いたが、3次元堆積盆地モデルのような不均質・不整形な地盤モデルに対しても、断層帯極近傍といった水平方向へ弾性波速度が急激に変化する領域を除く殆どの領域に対して、精度よく各波動種別に分離することができることも確認した。これらの成果を英国地球物理の雑誌へ投稿した（査読中）。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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