設計用入力地震動の改良に関する基礎的研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07650549
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 原田 隆典 宮崎大学, 工学部, 助教授 (70136802)
• キーワード: 地震動 / 断層モデル / グリーン関数 / 断層破壊過程 / 確率過程 / 設計用入力地震動 / 不整形地盤応答

研究概要

(1)地震学分野で発展してきた運動学的断層モデルを工学分野に適用するために、本研究では、半無限地盤の地震波動場に関する解析解を導びいた。半無限地盤上の表層地盤の地震動への影響は、表層地盤を水平成層地盤と仮定して剛性マトリックス法によって取り扱った。数値計算の安定性と容易性を実現するために、水平成層地盤の各層に対応する要素剛性マトリックスの解析解を示した。定式化の妥当性を既往の厳密解や既往の数値計算結果との比較によって確認した。工学的応用として、振動数約1Hz以下の長周期領域に対して本研究で提案した解析解とその計算プログラムを用いて、Parkfield地震による変位、速度、加速度波形を計算した。振動数1Hz以上の短周期領域に対しては、地震断層を考慮した確率論的モデルによって計算した。これらを合成し、観測記録と比較し、方法の有用性を示した。
(2)小地震記録から大地震の地震動を計算する経験的グリーン関数法に関する従来の定式化を一般化した。本研究では、大地震の断層面上でのすべりや応力降下量、そして断層破壊伝播速度の不均質性による地震動への影響を一つのパラメータによって記述したモデルを提案した。この一般化した経験的グリーン関数法から平均的な震源スペクトル振幅を求め、地震断層を考慮した確率論的モデルを提案した。本モデルは、3つのコーナー振動数を持つが、この震源スペクトル特性は、不均質断層モデルに関する従来の研究成果と同様であることが確かめられた。
(3)SH波入射による不整形多層地盤の応答計算プログラムを直接境界要素法により作成した。水平成層地盤との応答の違いを定量化するには至っていない。

研究成果

• [文献書誌] T.HARADA,T.TANAKA,T.Ohsumi: "Engineering Simulation of Ground Motions from an Extended Rupture" Proc.of the 11th World Conference on Earthquake Engineering. (印刷中). (1996)
• [文献書誌] 仁科雄一,原田隆典: "平面SH波による不整形地盤応答特性" 土木学会第51回年次学術講演会第I部門. I-B191. 382-383 (1996)
• [文献書誌] 原田隆典,高見勇吉,大角恒雄: "経験的グリーン関数による強震動の波形合成法に基づく断層パラメータの推定法" 土木学会第51回年次学術講演会第I部門. I-B236. 472-473 (1996)
• [文献書誌] 奥倉英世,大角恒雄,原田隆典: "運動学的断層モデルによる地震動の波形作成" 土木学会第52回年次学術講演会第I部門. (発表予定). (1997)
• [文献書誌] 大角恒雄,奥倉英世,原田隆典: "地震断層を考慮した強震動の波形作成" 土木学会第52回年次学術講演会第I部門. (発表予定). (1997)
• [文献書誌] 松尾聡一郎,寺本諭司,原田隆典: "境界要素法による不整形地盤の応答解析" 土木学会第52回年次学術講演会第I部門. (発表予定). (1997)