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2020 年度 実績報告書

定量的強震動予測のための応力降下量の深さ依存性を考慮したアスペリティモデルの提案

研究課題

研究課題/領域番号 19H02405
研究機関京都大学

研究代表者

川瀬 博  京都大学, 防災研究所, 特任教授 (30311856)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード動的破壊モデル / 断層運動 / 滑り量分布 / アスペリティ / 滑り速度
研究実績の概要

定量的かつ広周波数帯域の強震動予測を可能とする次世代型強震動予測レシピを提案するために、これまで熊本地震の動的破壊解析で適切な断層パラメタ範囲を求め、そのパラメトリック解析を実施してきた。20年度と研究費を繰り越した22年度には以下のような検討を行った。
(1)熊本地震を対象に動力学モデルによる適切な震源パラメタ範囲を探索した。用いたのはPitarka et al. (2009)の滑り弱化モデルによる有限差分法である。熊本地震本震に対する運動学的インバージョン結果を参照してモデル(応力アスペリティ)の探索範囲を構築した。日奈久断層上のセグメントに1つの応力降下量の大きな応力アスペリティ(HSDA)を置き、布田川断層上側に上下に2つのHSDAを配置した。観測波形への適合度評価にはPGVと相互相関係数CCCからなるハイブリッド判定関数を用いることにし、計1520個の震源破壊シナリオから最適なモデルを探索した。得られたモデルのうち残差が最小のトップ10モデルはいずれも布田川断層側の西側寄り、あるいは中央部近傍に大きなHSDAを有するモデルとなった。
(2)今回のランダム・サーチでは設定した探索範囲のシナリオはほぼ探査しつくしたので、その結果として20地点では良好な結果が得られたものの、残りの6地点ではよい結果を得ることができなかったことから、西側の熊本平野南西部での地下構造を見直すため強震観測点で微動観測を行い経験的なサイト増幅特性を評価した。
(3)地下構造によるサイト増幅特性の広域の評価を行い面的に強震動予測を行うために、日本全国の強震観測データからスペクトル分離解析によりサイト増幅特性を把握し、それと地下構造情報から地震観測をしていない任意地点のサイト増幅特性を把握するための予測スキームの構築に取り組んだ。その結果従来のVs30単独で予測するより高精度な評価方法を構築できた。

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

当初の計画よりも熊本地震への解析パラメタの検証に重点を置き、その滑り速度を定量化することに注力した。その結果ある範囲のパラメタを与えれば安定した滑り速度と地表面速度が得られることを明らかにすることができた。

今後の研究の推進方策

より長大な断層、より短小な断層をモデル化してスケーリング則の範囲を拡大するとともに、地下構造の予測するスキームをさらに高度化する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] Laurence Livermore National Laboratory(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Laurence Livermore National Laboratory
  • [国際共同研究] GFZ Potsdam(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      GFZ Potsdam
  • [雑誌論文] Simulation of soil liquefaction distribution in downtown Mashiki during 2016 Kumamoto earthquake using nonlinear site response2022

    • 著者名/発表者名
      Sun, Jikai, Hiroshi Kawase, Kiyoshi Fukutake, Fumiaki Nagashima, Shinichi Matsushima
    • 雑誌名

      Bulletin of Earthquake Engineering

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1007/s10518-022-01426-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Within-Site Variability in Earthquake Site Response2022

    • 著者名/発表者名
      Zhu, Chuanbin, Fabrice Cotton, Dong-Youp Kwak, Kun Ji, Hiroshi Kawase, Marco Pilz
    • 雑誌名

      Geophsical Journal International

      巻: 229 ページ: 1268-1281

    • DOI

      10.1093/gji/ggab481

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] How Well Can We Predict Earthquake Site Response So Far? Machine Learning vs. Physics-Based Modeling2022

    • 著者名/発表者名
      Zhu, Chuanbin, Fabrice Cotton, Hiroshi Kawase, Kenichi Nakano
    • 雑誌名

      Earthquake Spectra

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1177/87552930221116399

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Site Effects Analysis of Shallow Subsurface Structures at Mashiki Town, Kumamoto, Based on Microtremor Horizontal-to-Vertical Spectral Ratios2020

    • 著者名/発表者名
      Sun, Jikai, Fumiaki Nagashima, Hiroshi Kawase, Shinichi Matsushima
    • 雑誌名

      Bulletin of Seismological Society of America

      巻: 110 ページ: 2912-2938

    • DOI

      10.1785/0120190318

  • [学会発表] S-wave Site Amplification Factors of KiK-net Borehole Stations Obtained by Generalized Spectral Inversion2022

    • 著者名/発表者名
      Kawase, H., Nakano, K., Ito, E., Nagashima, F., and Sun, J.
    • 学会等名
      2022 Seismological Society of America Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Site Amplification Factors of KiK-net Borehole Stations Obtained by Generalized Spectral Inversion and Their Theoretical Explanations2022

    • 著者名/発表者名
      Kawase, H., Nakano, K., Ito, E., and Nagashima, F.
    • 学会等名
      3rd European Conference on Earthquake Engineering and Seismology
    • 国際学会
  • [学会発表] 空間不均質性を考慮した動的破壊シミュレーション結果の滑り量と滑り速度の空間変動の性質2020

    • 著者名/発表者名
      川瀬博, SUN Jikai, 長嶋史明, 伊藤恵理
    • 学会等名
      2020年日本建築学会大会
  • [学会発表] Simulation of Building Damage Distribution in Downtown Mashiki, Kumamoto, during the 2016 Kumamoto Earthquake2020

    • 著者名/発表者名
      SUN Jikai, NAGASHIMA Fumiaki, KAWASE Hiroshi, MATSUSHIMA Shinichi,
    • 学会等名
      2020年日本建築学会大会
  • [学会発表] 空間不均質性を考慮した動的破壊シミュレーション結果の滑り量と滑り速度の空間変動の性質2020

    • 著者名/発表者名
      川瀬博, SUN Jikai, 長嶋史明, 伊藤恵理, PITARKA Arben
    • 学会等名
      日本地震工学会大会

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公開日: 2023-12-25  

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