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本研究の目的は、大都市直下で起こるような地震を対象とし、断層近傍の地震動の時空分布がどの様な特性を有し、また、それが構造物の応答にどのように影響するのかを明らかにすることである。ここでは、まず断層近傍特有の地震動シミュレーションを行ない、断層のパラメータが表層の地震動に及ぼす影響について検討した。FEM断層モデルを用いて地震動の破壊力学的再現を行ない、断層破壊過程と震源近傍における強震動特性の関係を調べた。この手法を用いれば、複雑な震源過程を破壊の伝播、すべり時間関数、食い違い量などを仮定せずに断層面上での応力降下の特性を与えるのみでうまく再現できることになる。最大ぜん断強度に達するまでのすべり量は地震動成分に大きな影響を及ぼさないこと、断層の最終的な食い違い量は、応力降下を規定する各種パラメータの内、応力降下量によってほぼ決まるが、地震波の振幅や周期は臨界変位量と破損応力降下量の影響を強く受けて変動すること、臨界変位量が小さければ、時間幅が非常に短く、しかも大振幅のパルス波が発生する可能性があること、表層のS波速度が基盤のS波速度と破壊伝播速度に比して極めて小さい場合、断層各部からの地震波の干渉が複雑になり、長周期パルスが発生し易いこと、などがわかった。
さらに、特に衝撃的地震動の面から過去の歴史地震の記述をまず洗い出し、次いで阪神大震災の土木構造物被害を対象とした撃力による被害形態の詳細な調査、検討を行った。この結果、ごく短周期の衝撃的な地震動が存在する可能性を完全に否定できないこと、既存の地震計が対象としない数十Hz以上の高周波成分が入射された場合、地震記録上にはその名残は存在するものの、その振幅レベルはかなり小さくなるため、他の記録の中に埋もれてしまうこと、などがわかった。
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