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2022 年度 実績報告書

強震動予測のための微動を用いた不整形地盤構造推定システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 19H02287
研究機関京都大学

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)

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)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
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
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)。

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。

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。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Microtremor Full-Wavefield Modeling of Effective Phase Velocity and Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio at Kyoto Reference Borehole Site: Comparison with Surface-Wavefield Modeling Based on a Velocity Structure with a Cap Layer2024

    • 著者名/発表者名
      Hirotoshi Uebayashi, Hiroshi Arai, Ikuo Cho, Kunikazu Yoshida, Michihiro Ohori, and Koji Yamada
    • 雑誌名

      Bulletin of the Seismological Society of America

      巻: Early Publication in WEB ページ: -

    • DOI

      10.1785/0120230067

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 京都盆地基準ボーリング地点における微動の位相速度と 水平上下スペクトル比の全波動場モデリングによる評価2023

    • 著者名/発表者名
      上林宏敏 , 吉田邦一 , 長郁夫 , 新井洋 , 大堀道広 , 山田浩二 , 小割啓史
    • 雑誌名

      第16回日本地震工学シンポジウム論文集

      巻: Day2-C1-PA05 ページ: -

  • [雑誌論文] レイリー波とラブ波位相速度を併用した地下構造モデルの推定精度2023

    • 著者名/発表者名
      吉田邦一 , 上林宏敏
    • 雑誌名

      第16回日本地震工学シンポジウム論文集

      巻: Day2-C1-PA05 ページ: -

  • [雑誌論文] 1995年兵庫県南部地震時の「震災の帯」における 地震動評価と表面波各成分への分離2023

    • 著者名/発表者名
      金山京香 , 上林宏敏 , 劉虹 , 永野正行
    • 雑誌名

      第16回日本地震工学シンポジウム論文集

      巻: Day1-G417-25 ページ: -

  • [学会発表] 微動のピーク状位相速度の解釈とH/V スペクトルへのSH 波(ラブ波)パワーの影響 -京都盆地基準ボーリング地点での検討-2023

    • 著者名/発表者名
      上林宏敏、新井洋、長郁夫、吉田邦一、大堀道広、山田浩二
    • 学会等名
      日本建築学会大会
  • [学会発表] 神戸市中心部直下の修正3 次元地下構造モデルを用いた地震動評価と波動分離2023

    • 著者名/発表者名
      金山京香、上林宏敏、永野正行
    • 学会等名
      日本建築学会大会

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公開日: 2024-12-25  

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