2020 Fiscal Year Annual Research Report
Construction of the system for estimating irregular subsurface structure using ambient noise for strong ground motion prediction
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19H02287
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
上林 宏敏 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (30300312)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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, 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, その他 (50425732)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 位相速度分散曲線 / 微動 / 全波動場 / 空間微分 / 不整形地盤 / 水平成層地盤 / シミュレーション / 新手法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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，不整形地盤による影響が小さい領域において，従前の水平成層モデルにおける微動位相速度分散曲線では説明が困難な特徴が見られた．一方，水平成層モデルを用いて求めた微動波形の空間微分量を用いることによって，微動水平成分に含まれるレイリー波とラブ波を波動論的に分離できる可能性があることを発案した．
このような水平成層モデルにおける新しい知見を微動探査へ利用することによって，速度構造の推定精度の向上が見込めることが分った．またこれらの特徴を理論的に明らかにすることおよび適用性を確認することは，水平成層構造のみならず不整形地盤における微動の位相速度および水平/上下動スペクトル比の評価に対しても重要と考えられた．
以上を踏まえた調査・研究の結果，2020年度において以下に示す成果を得た．１）社会情勢によって実サイトでの微動アレイ観測の実施が困難なことから，既往の観測点の中から，速度構造が既知のサイトを選定し，微動データを収集した．２）１）で収集したデータから，模擬微動波形の上下動成分において見られたレイリー波理論では説明が困難なピーク状の位相速度が，実地盤サイトでも少なからず見られることが京都府および奈良県における観測記録において確認した．３）微動の水平成分を空間微分することによって求めた回転成分からラブ波位相速度が算出できることを模擬微動データに基づいて先に確認していたが，これを実地盤サイトへも適用した．詳細な検証は次年度において実施予定である．４）３）と同様の観点に基づき，発散成分からレイリー波位相速度が算出できる可能性について検討を始めた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
従前の研究において未確認であった，水平成層モデルにおける微動波動場に特徴的な振る舞いが見られたこと，および微動水平成分におけるレイリー波とラブ波の分離が波動論的に明快に分離できる新しい手法を発案できたことで，不整形地盤における微動の特徴に関する定量化および水平成層モデルに基づく速度構造推定の適用限界に関する検討が遅滞した．また当初予定していた微動観測が社会情勢（新型コロナ感染症）の影響により実施することができなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
「研究実績の概要」に記載した成果以降の研究の推進として，１）引き続き既往の微動アレイおよび単点観測記録の収集を行う．２）１）で収集したデータを用いて，微動上下動成分を用いたピーク状の位相速度の評価を理論モデルを用いて行う．３）１）で収集したデータを用いて，微動水平成分から求めた回転を用いたラブ波位相速度の同定を行い，ボーリング資料に基づく理論ラブ波位相速度との比較検討を行う．４）模擬微動波形を用いた微動水平成分から求めた発散を用いたレイリー波位相速度の同定を行う．また，１）で収集したデータへの適用を試みる．５）３）及び４）の成果を参考に，微動波形の空間微分から微動場に含まれるラブ波とレイリー波の各パワー及び両者の占める割合を推定するための定式的な研究を行う．
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