短周期表面波によるキラーパルス発生と震害メカニズムの解明に関する研究

本研究課題は,不整形地盤における不整形箇所で二次的に生成される短周期表面波(周期2〜3秒以下の短周期の表面波)が直達波と連続的に干渉することにより発生するやや長周期で大きな速度振幅のパルス状地震動について,その発生条件を解析,実測の両面から解明することを目的としている。本研究課題の最終年度の平成18年度は過去2年間の研究項目を継続するとともに,成果をまとめるべく研究報告書の作成を行った。本年度は特にキラーパルス発生要因の決定と地震被害との関係をまとめることに力点をおいた。併行して,キラーパルスの影響を地震被害パラメータの観点からまとめるために震度の大きさとキラーパルスの相関関係を考察した。キラーパルスの発生要因に関する考察では理論シミュレーションを継続的に実施した。本年度は新たにシミュレーションモデルの仮想境界処理にPML(Perfect Matching Layer)法を導入して,より効果的に仮想境界で反射波を吸収するような工夫を加えた。この方法で多くの不整形地盤モデルを対象にシミュレーションを実施した。この結果,不整形地盤の基盤に斜め下方から実体波が入射したときに入射の卓越周期と不整形地盤の表層の固有周期が一致したとき,キラーパルス発生の要件が高まることが明らかとなった。地震被害とキラーパルスの関係の考察では強震動記録におけるキラーパルスの存在をより明確に識別できる方法として加速度記録,速度記憶,変位記録のコンプレックスエンベロープを同時処理して得られる周期一変動解析法を開発した。この方法をこれまでの被害地震の強震記録に適用した結果,キラーパルスの同定のみならず,震源断層におけるアスペリティの存在同定,非線形地震動の特定などの多くの応用を有することが判明した。

本研究課題は,不整形地盤における不整形箇所で二次的に生成される短周期表面波(周期2〜3秒以下の短周期の表面波)が直達波と連続的に干渉することにより発生するやや長周期で大きな速度振幅のパルス状地震動について,その発生条件を解析,実測の両面から解明することを目的としている。本研究課題の最終年度の平成18年度は過去2年間の研究項目を継続するとともに,成果をまとめるべく研究報告書の作成を行った。本年度は特にキラーパルス発生要因の決定と地震被害との関係をまとめることに力点をおいた。併行して,キラーパルスの影響を地震被害パラメータの観点からまとめるために震度の大きさとキラーパルスの相関関係を考察した。キラーパルスの発生要因に関する考察では理論シミュレーションを継続的に実施した。本年度は新たにシミュレーションモデルの仮想境界処理にPML(Perfect Matching Layer)法を導入して,より効果的に仮想境界で反射波を吸収するような工夫を加えた。この方法で多くの不整形地盤モデルを対象にシミュレーションを実施した。この結果,不整形地盤の基盤に斜め下方から実体波が入射したときに入射の卓越周期と不整形地盤の表層の固有周期が一致したとき,キラーパルス発生の要件が高まることが明らかとなった。地震被害とキラーパルスの関係の考察では強震動記録におけるキラーパルスの存在をより明確に識別できる方法として加速度記録,速度記憶,変位記録のコンプレックスエンベロープを同時処理して得られる周期一変動解析法を開発した。この方法をこれまでの被害地震の強震記録に適用した結果,キラーパルスの同定のみならず,震源断層におけるアスペリティの存在同定,非線形地震動の特定などの多くの応用を有することが判明した。