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地震多発地域を控える都市圏として、仙台市を想定し、地震動の地域的特性の要因抽出を行う目的のため、1978年宮城県沖地震による塩釜市と宮古市で観測された強震動記録のシミュレーション解析を実施した。地震の震源域での破壊過程を考慮した理論地震動モデルによる実測地震動の波形関数及びスペクトル特性実現の試みを上記の観測点の地震動について比較・検討した。その結果、塩釜市の場合は、波形関数、及びスペクトル特性の何れも理論地震動モデルと実地震動とがよく一致している。しかし、宮古市の場合は、全体の波形関数そのものについては、理論地震動モデルと実地震動の両者は比較的よい対応関係を示すものの、スペクトル特性については、両者の間には若干の差異が認められた。これは、宮古市の観測地点での敷地条件特有の問題と考えられ、今後更に検討を加える必要があることが分かったが、震源域と都市圏を結ぶ伝播経路地盤のグリーン関数から、都市の耐震安全性を検討する地震動モデルを作成する可能性を示した。
更に、この地震では、仙台市の東を南北に連ねる利府-長町地質構造線を境界とする地層構成の変動の著しい地域で震害の顕著であったことが判明した。地震動特性に及ぼす地層構成の影響を理論的に評価する目的で、地震基盤としての硬質地盤との地層境界が任意形状を成す不整形多層沖積地盤に正弦平面波動が入射する場合の地表面及び地中の震動特性を離散化波数積分法を用いて解析し、観測点近傍での堆積層表層の形状、速度構成が地動特性に与える影響について調べた。不整形多層地盤モデルでは、両端の地層境界より生成される表面波によって沖積地盤の地動応答は、より複雑に増幅し、地震動の継続時間も延びることを主な結論として見いだし、従って、地層構成の変動の著しい都市域での地盤では、重複反射理論によっては地動応答を予測し得ないことを指摘した。
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