地震時の大加速度生成に関するモデル実験

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大地震の震央付近で地表の石が飛び散るという現象が、これまでに4つの地震で発見され、震源付近では非常に大きな振動が存在することがわかってきた。石の飛距離や飛び石の分布は詳しく調べられたものの、地震時に於ける地面の振動加速度やその周波数は不明で、これまでは簡単な理論的推定しかなされて来なかった。そこで、実際に石を飛ばす実験を行い、実測データの取得が非常に期待されていた。今回の科学研究費の交付により、実際に飛んだ石と同じ重さ(10〜20kg)の石を飛ばすことの出来るシ-ソ-型の大型実験装置を作成することができた。厚さ20cmの土の上に飛ばすべき10kg程度の石を少し埋め、現実に近い構成として石飛ばし実験を行った。台には変位計を、石と台には加速度計を取り付けて石の飛距離(y)と台(地面)の加速度(a)との関係式、y=12a+10(cm)を得た。この実験式が得られた事によって石の飛んだ距離から地震時の地面の加速度を見積もる事が出来るようにになった。さらに、石が飛ぶ時の地面の振動周波数を見積もるため、大型の振動試験機を用い、上述と同じ土と石とを用いて振動実験を行った。その結果10kg程度の石では5〜10Hzが最も飛びやすく、5Hzでは2g、10Hzでは4gで石は飛び上がった。この実験により石が飛ぶ時の地震動の卓越周波数波は5〜10Hzと推定出来た。