断層破壊過程を考慮したライフライン系の耐震設計用地震動の予測

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ライフラインはネットワークシステムでありかつ面的な広がりを有していることから、多点において同時に地震動を受けることになる。したがって、こうしたシステムの耐震性を考える場合、地盤内の任意の二点間での相対運動に体するシステムの応答を明らかにすることが重要である。しかしながら、地震動は伝播性の波動であるから、地盤の不整形構造に強く影響されるので、数十メートルしか離れていない二点間でも地震波形が極端にひずみ、大きな相対運動の起こる場合のあることが観測されている。また地震は断層の破壊によって発生するものであるが、マグニチュード7クラス以上の地震では断層の長さが数十kmにもなるので、断層近傍に展開されているライフラインの構成要素は断層面上の破壊の進行に伴う相対運動の影響を強く受けることになる。本研究では既往の地震記録を用いて地盤の地震における相対運動に及ぼす上記2要因の影響を分離・抽出し、ライフライン系の耐震設計のための外力である入力地震動を合理的に設定することを目的とした。1971年のインペリアルバレー地震記録を用いて、これまでに開発した最小位相推移関数モデルに基づくデータ処理を行うことにより、地震波形を観測点までの伝播経路の影響を表す部分(時系列)と、断層の破壊過程を表す部分(時系列)とに分離した。前者は震源から観測点までの地殻並びに地盤構造によって変化する波動の伝播特性を表すものであるから、これを用いて異なる2観測値点の間での位相特性の変化を抽出し、地盤の地震時における相対変位に及ぼす地盤の不整形生の影響を明らかにした。後者は、入力地震動の位相特性に含まれる断層の破壊過程の影響を表すものであるから、複数の観測点で分離された時系列を用いて、地震断層の破壊過程を同定しこれに基づいて観測記録の再現を試みた。