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埋もれた地震波形記録の発掘 -地震計による将来の斜面崩壊の自動検知に向けて-

研究課題

研究課題/領域番号 21K18792
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分25:社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

土井 一生  京都大学, 防災研究所, 准教授 (00572976)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード斜面崩壊 / 地震波 / 雪崩 / 地すべり / 地震動 / 連続地震波形記録 / 連続波形記録 / 連続観測
研究開始時の研究の概要

近年、斜面崩壊が発生させる地震動を周囲の地震計によって捉えられる事例がいくつか報告されている。本研究では、充実した定常地震観測網によって蓄積された10~20年間の地震波形記録を用いて、これまで発生した多数の斜面崩壊が地震計によって検知されていないか精査し、カタログ化する。さらに斜面崩壊の規模や形態、地質などとリンクさせ、斜面崩壊による地震動の自動検知をおこなう上での手がかりを探索する。

研究実績の概要

地震計によってどのような斜面崩壊が記録されうるかについて明らかにするため、昨年度に引き続き斜面崩壊の事例収集をおこなった。本年度は研究開始時点より現在に至るまでの全国紙、地方紙の新聞記事を検索した。また、地すべり学会誌や砂防学会誌に記載がある斜面崩壊についても事例収集をおこなった。
昨年度と同様におおよその発生時刻と規模が分かっている事例を抽出した。これらの事例について地震波形記録を収集し、波形の形状やランニングスペクトルを調べ、既往研究において指摘されている地震波形の特徴を持つ波形が含まれているかどうか、振幅を用いた震源決定手法を適用し、崩壊発生域付近に震源が推定されるかなどを調べた。
これらの事例のうち、崩壊体積が数千立米から十万立米程度の中規模の斜面崩壊に対して、震源距離と崩壊体積で規格化した振幅を計算した。その結果、崩壊事例によって少なくとも励起された地震動には10倍程度の振幅の違いがあることが推定された。
また、本年度はこれまで地震計による検知事例がほとんどない小規模な表層崩壊について、崩壊発生域からわずか50 m 程度の距離に置いた地震計で捉えられた事例の分析も進め、その検知能力や発生メカニズムについて議論した。
さらに、雪崩による地震波形記録の特徴を抽出し、それらを利用して雪崩イベントの検知をおこなったところ、雪崩の発生しやすい気象条件となったタイミングでほとんどのイベントが検知されていることが分かった。使用した地震観測点周辺の雪崩検知アルゴリズムの作成に一定の目途が立った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

地震計によって検知された斜面崩壊の事例が多く集まり、その振幅の特徴などの整理が進んだ。また、斜面の崩壊現象の一種である雪崩に対しても、その地震波形記録の特徴を把握することに成功し、使用した地震観測点周辺における雪崩自動検知アルゴリズムの作成に至った。両者の特徴を比較することによって、土砂の斜面崩壊による地震波形記録の解釈が進むと思われる。

今後の研究の推進方策

文献や新聞記事からピックアップした斜面崩壊事例について、地震波形記録のさらなる解析とその特徴の整理を進める。また、斜面崩壊発生時に斜面内部の微小破壊を示す可能性が示唆された地震波形記録を検出した。この事例に関し現地調査や観測を実施することで、より多様な斜面崩壊に関する現象について、地震波形記録から抽出できる可能性がある。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 極至近距離に設置された地震計によって捉えられた表層崩壊2024

    • 著者名/発表者名
      土井一生・釜井俊孝・片尾浩・三浦勉
    • 雑誌名

      日本地すべり学会誌

      巻: 受理済み

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 地震計による斜面崩壊の検知事例-令和2 年豪雨時の長野県喬木村の場合-2022

    • 著者名/発表者名
      土井一生
    • 雑誌名

      らんどすらいど

      巻: 38 ページ: 25-33

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Insight Into Granular Flow Dynamics and Its Generated Seismic Signals: An Experimental Study2024

    • 著者名/発表者名
      Wei LI・Gonghui WANG・Doi Issei・Dongpo WANG
    • 学会等名
      令和5年度京都大学防災研究所研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Detection of seismic waves excited from intermediate-scale landslides2023

    • 著者名/発表者名
      土井一生・王功輝・釜井俊孝
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 地震計による雪崩検知の試み -新潟県妙高市幕ノ沢の例-2023

    • 著者名/発表者名
      土井一生・竹内由香里・勝山祐太・勝島隆史・大澤光・岡本隆
    • 学会等名
      雪氷研究大会(2023・郡山)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 地震計で捉える斜面崩壊 -可能性と限界-2022

    • 著者名/発表者名
      土井一生
    • 学会等名
      (公社)日本地すべり学会関西支部技術研究集会「若手が実践する新技術」
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 地震波形記録による土石流の震源決定および早期検知-2014年7月長野県南木曽町梨子沢の例-2022

    • 著者名/発表者名
      土井一生・前田拓人・小原一成・釜井俊孝
    • 学会等名
      日本地すべり学会第60回研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 短周期地震波を用いて定常地震観測網はどこまで小さな斜面崩壊を検知できるか?2022

    • 著者名/発表者名
      土井一生・前田拓人・加藤愛太郎・武田哲也・村尾英彦
    • 学会等名
      2021年度日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-12-25  

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