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地震波干渉法解析による強震動評価のための地下構造イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 19K15262
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分25030:防災工学関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

地元 孝輔  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (40713409)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2021年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード地震波干渉法 / 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 / グリーン関数 / 強震動評価
研究開始時の研究の概要

大規模な人工震源を必要とする反射法地震探査は、活断層調査および都市の深部地下構造調査のために、数多く実施され、その有用性が認識されているが、都市部での調査は困難であり、また非常に高価な技術である。そこで自然に発生する微動を用いることで、地下構造イメージを疑似的に得る手法を開発することで安価かつ手軽な地下構造調査の実用化を目指す。この手法は地震波干渉法を応用するもので、微動により堆積層の反射波記録を合成する新しい試みである。低コストで実現できることで、全国のハザードマップの改善が期待され、地震防災計画の策定に資する。

研究成果の概要

強震動評価に必要となる地下構造モデルを簡便かつ安価に入手できるようにするため、微動と自然地震により擬似的な反射断面をイメージングする方法の開発に取り組んだ。自然地震の自己相関によるイメージング手法の開発においては、理論自己相関関数のデータ処理に関する検討を行い、フィルタ範囲やバンド幅の設定が重要であることを明らかにした。実観測記録への適用において、サイト毎に適切なパラメータを設定することで地震基盤反射波を合成することができた。微動によるイメージング手法については、高密度な微動観測を実施し、その上下水平動スペクトル比と相互相関関数により表層地盤の詳細な空間変化を捉えることに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(3件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Tuning <i>S</i>-Wave Velocity Structure of Deep Sedimentary Layers in the Shimousa Region of the Kanto Basin, Japan, Using Autocorrelation of Strong-Motion Records2020

    • 著者名/発表者名
      Chimoto Kosuke、Yamanaka Hiroaki
    • 雑誌名

      Bulletin of the Seismological Society of America

      巻: 110 号: 6 ページ: 2882-2891

    • DOI

      10.1785/0120200156

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] S-Wave velocity structure exploration of sedimentary layers using seismic interferometry on strong motion records2019

    • 著者名/発表者名
      Chimoto Kosuke、Yamanaka Hiroaki
    • 雑誌名

      Exploration Geophysics

      巻: 50 号: 6 ページ: 625-633

    • DOI

      10.1080/08123985.2019.1654835

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Validation of S-wave velocity structure of sedimentary layers of the Kanto basin using strong motion records applied to seismic interferometry2020

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Chimoto, Hiroaki Yamanaka
    • 学会等名
      JpGU - AGU Joint Meeting 2020: Virtual
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高密度リニアアレイ微動の相関関数による空間速度変化の検出2020

    • 著者名/発表者名
      地元孝輔・山中浩明
    • 学会等名
      公益社団法人 物理探査学会 第143回(2020年度秋季)学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 高密度リニアアレイ微動記録の相互相関関数による空間速度変化検出の試み2020

    • 著者名/発表者名
      地元孝輔・山中浩明
    • 学会等名
      日本地震学会2020年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Validation of seismic bedrock structure model in the Shimousa region, Chibe prefecture, Japan using seismic interferometry to strong motion2019

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Chimoto, Hiroaki Yamanaka
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 強震動を用いた地震波干渉法による下総地域の S波速度構造モデルのチューニング2019

    • 著者名/発表者名
      地元孝輔, 山中浩明
    • 学会等名
      日本地震工学会・大会-2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] スペクトルホワイトニングを施した強震記録の自己相関による堆積層反射波の合成2019

    • 著者名/発表者名
      地元孝輔, 山中浩明
    • 学会等名
      日本建築学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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