地震動のトランポリン効果の発生メカニズムの解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21310118
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 自然災害科学
• 研究機関: 独立行政法人防災科学技術研究所
• 研究代表者: 青井 真 独立行政法人防災科学技術研究所, 観測・予測研究領域 地震・火山防災研究ユニット, 主任研究員 (80360379)
• 研究分担者: 功刀 卓 独立行政法人防災科学技術研究所, 観測・予測研究領域 地震・火山防災研究ユニット, 主任研究員 (70414414) ; 藤原 広行 独立行政法人防災科学技術研究所, 社会防災システム研究領域・災害リスク研究ユニット, 総括主任研究員 (80414407) ; 先名 重樹 独立行政法人防災科学技術研究所, 社会防災システム研究領域・災害リスク研究ユニット, 客員研究員 (90500447) ; 中村 洋光 独立行政法人防災科学技術研究所, 社会防災システム研究領域・災害リスク研究ユニット, 主任研究員 (60426004) ; 飛田 哲男 京都大学, 防災研究所, 准教授 (00346058) ; 井合 進 京都大学, 防災研究所, 教授 (20359780) ; 浅野 公之 京都大学, 防災研究所, 助教 (80452324)
• 連携研究者: 岩田 知孝 京都大学, 防災研究所, 教授 (80211762)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 地震 / 自然現象観測・予測 / 非線形 / 地盤工学 / 固体地球物理学

研究概要

本研究では、地震に伴う大加速度の上下動地震波形記録に見られる顕著な非対称性の原因であると考えられているトランポリン効果の発生メカニズムを実験的手法及び数値計算的手法により解明した。現地調査で得られた知見を基に、振動台で砂や大鋸屑などの試料を充填した土槽を上下に揺らす実験や、数値シミュレーションに基づく物理モデルを構築することで、観測された顕著な非対称性の再現に成功するとともに、この現象には媒質の粒状性と弾性の双方が深く関与していることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Induced fabric under cyclic and rotational loads in a strain space multiple mechanism model for granular aterials (2013)
  • 著者名/発表者名: Susumu Iai, Tetsuo Tobita and Osamu Ozutsumi
  • 雑誌名: International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics 巻: 37 ページ: 150-180
  • 査読あり
• [雑誌論文] 2011年東北地方太平洋沖地震の強震動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 青井真、功刀卓、鈴木亘、森川信之、中村洋光、先名重樹、藤原広行
  • 雑誌名: 地震第2輯 巻: 64 ページ: 169-182
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong localized asperity of the 2011 Tohoku-Oki earthquake, Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Kumagai, Nelson Pulido, Eiichi Fukuyama, and Shin Aoi
  • 雑誌名: Earth Planets Space 巻: 64 ページ: 649-654
  • 査読あり
• [雑誌論文] Finite strain formulation of a strain space multiple mechanism model for granular materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Susumu Iai, Kyohei Ueda, Tetsuo Tobita and Osamu Ozutsumi
  • 雑誌名: International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics
  • DOI: doi:10.1002/nag.2084.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of fabric in a strain space multiple mechanism model for granular materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Susumu Iai, Tetsuo Tobita and Osamu Ozutsumi
  • 雑誌名: International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics
  • DOI: doi:10.1002/nag.2087.
  • 査読あり
• [雑誌論文] 東北地方太平洋沖地震で観測された強震動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青井真、功刀卓、鈴木亘、森川信之、中村洋光、藤原広行
  • 雑誌名: 日本地震工学会誌 巻: 15 ページ: 25-28
• [雑誌論文] Rupture process of the 2008 Iwate-Miyagi Nairiku, Japan, earthquake derived from near-source strong motion records (2010)
  • 著者名/発表者名: Wataru Suzuki, Shin Aoi, and Haruko Sekiguchi
  • 雑誌名: Bulletin of the Seismological Society of America 巻: 100 ページ: 256-266
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical analysis of near-field asymmetric vertical motion (2010)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Tobita, Susumu Iai, and Tomotaka Iwata
  • 雑誌名: Bulletin of the Seismological Society of America 巻: 100 ページ: 1456-1469
  • 査読あり
• [雑誌論文] 地震動の非対称性の発見とトランポリン効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 青井真
  • 雑誌名: 科学 巻: 79 ページ: 366-370
• [学会発表] Strong motion characteristics of the 2011 Tohoku-Oki earthquake observed by K-NET and KiK-net (2012)
  • 著者名/発表者名: Shin Aoi, Takashi Kunugi, Wataru Suzuki, Nobuyuki Morikawa, Hiromitsu Nakamura, and Hiroyuki Fujiwara
  • 学会等名: 9th U.S.-Japan Natural Resources Panel on Earthquake Research
  • 発表場所: Denver, USA
  • 年月日: 2012-10-10
• [学会発表] 東北地方太平洋沖地震の特徴 (2012)
  • 著者名/発表者名: 青井真、功刀卓、鈴木亘、森川信之、藤原広行
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
  • 年月日: 2012-05-22
• [学会発表] 地震観測最前線 -震災軽減を目指して- (2012)
  • 著者名/発表者名: 青井 真
  • 学会等名: 日本地学オリンピック とっぷ・レクチャー
  • 発表場所: 産業技術総合研究所共用講堂(つくば市)
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] Site response studies on extreme vertical ground motions beyond 1g (2011)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Tobita, Susumu Iai, and Tomotaka Iwata
  • 学会等名: 5th International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering
  • 発表場所: Santiago, Chile
  • 年月日: 20110110-13
• [学会発表] Strong motion characteristics of the 2011 Tohoku-Oki earthquake observed by K-NET and KiK-net (2011)
  • 著者名/発表者名: Shin Aoi, Takashi Kunugi, Wataru Suzuki, Nobuyuki Morikawa, Hiromitsu Nakamura, Nelson Pulido, Hiroyuki Fujiwara
  • 学会等名: 2011 Fall Meeting of American Geophysical Union
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2011-12-08
• [学会発表] Strong motion characteristics of the 2011 Tohoku-oki earthquake from K-NET and KiK-net (2011)
  • 著者名/発表者名: Shin Aoi, Takashi Kunugi, Wataru Suzuki, Nobuyuki Morikawa, Hiromitsu Nakamura, Nelson Pulido, Katsuhiko Shiomi, and Hiroyuki Fujiwara
  • 学会等名: 2011 Annual Meeting of Seismological Society of America
  • 発表場所: Memphis, USA
  • 年月日: 2011-04-15
• [学会発表] 地震動におけるトランポリン効果とその再現実験 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青井真、功刀卓、藤原広行
  • 学会等名: 大加速度・速度の強震動の生成と地震被害に関する研究集会
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都(京都府)
  • 年月日: 2011-01-19
• [学会発表] Simulation of extreme ground motions during the 2008 Iwate-Miyagi Nairiku earthquake (2011)
  • 著者名/発表者名: Nelson Pulido、青井真、鈴木亘
  • 学会等名: 大加速度・速度の強震動の生成と地震被害に関する研究集会
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都(京都府)
  • 年月日: 2011-01-19
• [学会発表] 曲面断層モデルによる震源インバージョン (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木亘、青井真、関口春子
  • 学会等名: 大加速度・速度の強震動の生成と地震被害に関する研究集会
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都(京都府)
  • 年月日: 2011-01-19
• [学会発表] Trampoline effect under extreme ground motions (2010)
  • 著者名/発表者名: Aoi, S., T. Kunugi, and H. Fujiwara
  • 学会等名: 8th Joint Meeting of UJNR Panel on Earthquake Research
  • 発表場所: Nagaoka, Niigata, Japan
  • 年月日: 20101020-22
• [学会発表] Shaking table experiment of trampoline effect (2010)
  • 著者名/発表者名: Shin Aoi, Takashi Kunugi, and Hiroyuki Fujiwara
  • 学会等名: 2010 AGU Fall Meeting
  • 発表場所: Moscone Center, San Francisco, USA
  • 年月日: 2010-12-13
• [学会発表] KiK-net一関西の水平動と上下動の地盤震動特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木村美帆、浅野公之、岩田知孝
  • 学会等名: 第13回日本地震工学シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場(茨城県)
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] トランポリン効果の再現実験 (2010)
  • 著者名/発表者名: 青井真、功刀卓、藤原広行
  • 学会等名: 日本地震学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 広島国際会議場(広島県)
  • 年月日: 2010-10-27
• [学会発表] Numerical analysis of trampoline effect in extreme ground motion (2010)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Tobita, Susumu Iai, Tomotaka Iwata, Shin Aoi, and Koji Hada
  • 学会等名: Fifth International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] KiK-net一関西観測点(IWTH25)におけるボーリング調査結果と地盤構造モデルの推定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 先名重樹、青井真、飛田哲男、功刀卓、藤原広行
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場(千葉県)
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] 大加速度の地震動に伴うトランポリン現象 (2010)
  • 著者名/発表者名: 青井真
  • 学会等名: 岩盤工学研究会講演会
  • 発表場所: 神戸大学(兵庫県)
  • 年月日: 2010-04-23
• [学会発表] Amplification characteristics during the strong and weak ground motions at the IWTH25 station, northeast Japan (2009)
  • 著者名/発表者名: Miho Kimura, Kimiyuki Asano, and Tomotaka Iwata
  • 学会等名: 2009 AGU Fall Meeting
  • 発表場所: Moscone Center, San Francisco, USA
  • 年月日: 2009-12-17
• [学会発表] Dynamic fault rupture model of the 2008 Iwate-Miyagi Nairiku earthquake, Japan; Role of rupture velocity changes on extreme ground motions (2009)
  • 著者名/発表者名: Nelson Pulido, Luis Dalguer, and Shin Aoi
  • 学会等名: 2009 AGU Fall Meeting
  • 発表場所: Moscone Center, San Francisco, USA
  • 年月日: 2009-12-17
• [学会発表] KiK-net一関西観測点における強震時および弱震時の表層地盤の震動特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木村美帆、浅野公之、岩田知孝
  • 学会等名: 日本地震学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 京都大学(京都府)
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] 微動探査によるKiK-net一関西観測点(IWTH25) 周辺における浅部S波速度構造の推定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 先名重樹、青井真、浅野公之、岩城麻子、木村美帆、岩田知孝、功刀卓、中村洋光、藤原広行、飛田哲男、高野征宣
  • 学会等名: 日本地震学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 京都大学(京都府)
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] 震源近傍における鉛直動の片揺れ現象に対する数値解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 飛田哲男、井合進、岩田知孝
  • 学会等名: 第44回地盤工学研究発表会
  • 発表場所: 関東学院大学(神奈川県)
  • 年月日: 2009-08-18
• [備考]
  • URL: http://www.bosai.go.jp/activity_special/the_third/ev/member/aoi/index.html
• [産業財産権] 孔内固着装置 (2009)
  • 発明者名: 中村洋光、功刀卓、松尾一郎、梶原透、飯沼博幸
  • 権利者名: 独立行政法人防災科学技術研究所、応用地質株式会社、応用地震計測株式会社
  • 公開番号: 特許2009-241430(特開2011089790)
  • 出願年月日: 2009-10-20