不均質構造における散乱理論に基づく高周波強震動予測法の開発と適用

基于散射理论的异质结构高频强地震动预测方法的开发与应用

• 批准号: 07J02043
• 负责人: 澤崎 郁
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J02043/
• 关键词: 前方散乱近似; エンベロープインバージョン; 高周波エネルギー輻射過程; 2003年十勝沖地震; 短波長ランダム不均質媒質; コーダ波; 鳥取県西部地震; 地盤浅部の剛性率変化; 地震波エンベロープ; マルコフ近似; 震源輻射特性; デコンボリュージョン; 地盤浅部の不均質性; 地震波速度の時間変化

本年度は,昨年開発した前方散乱近似に基づく理論エンベロープ合成法を実際の小地震記録のエンベロープに適用し,従来の輻射伝達理論に基づくエンベロープよりも直達S波におけるエンベロープ拡大をよく説明できることを示した.この性質を利用して,短波長側の速度揺らぎの大きさがべき乗側にしたがうフォン-カルマン型ランダム不均質媒質を仮定し,小地震のエンベロープ幅と距離減衰勾配から北海道地域(深さ60km以浅)の平均的な速度揺らぎの大きさεと短波長成分の相対的な強さを決めるパラメータκ,および内部減衰を推定した.その結果,北海道地域ではε=0.07, κ=0.9,内部減衰は2-16Hz帯域で0.8～1.1×10^<-3>と推定された.推定したパラメータのもとで合成した理論エンベロープをグリーン関数として用い,2003年十勝沖地震の2-16Hz帯域におけるエネルギー輻射過程と地盤増幅率をエンベロープインバージョンにより求めた.その結果,2-16Hz帯域のエネルギー輻射量は3.8×10^<14>(J)と推定され,破壊開始点の北西側120km以内で特に強いエネルギー輻射量が求められた.この領域は1Hz以下の長周期波形を用いて推定されたすべり量の大きい領域と一致した.また,高周波エネルギー輻射率が最大になる時刻はモーメント解放率が最大となる時刻と一致した.これらの結果から,当初の研究計画の目的の一つである「大すべり域と高周波エネルギー輻射域の相補性の有無」について,2003年十勝沖地震については空間的にも時間的にも相補的ではないことが明らかとなった.これは,直達波部分のエネルギーを精度よく推定することができる本研究の理論エンベロープを用いることによって初めて明らかとなった成果である.

This year, we developed a new method for analyzing scattered seismic data, which is based on the theory of seismic synthesis and the theory of seismic radiation. This property is used to determine the amplitude and distance attenuation of small earthquakes in heterogeneous media, and to estimate the relative intensity of average velocity and short wavelength components in the Beihai tunnel region (deeper than 60km). As a result, ε=0.07, κ=0.9 in the Beihai channel region, and 0.8~1.1×10^in the 2-16Hz band region for internal attenuation are presumed<-3>. Presumption of the frequency of the earthquake in 2003 in the 2-16Hz region, the frequency of the radiation process, the amplitude of the site, the frequency of the earthquake in 2003. As a result, the radiation in the 2 -16Hz band was estimated to be 3.8×10^<14>(J), and the radiation in the 2 - 16 Hz band was estimated to be particularly strong within 120km to the north and west of the starting point. This domain is a long period waveform below 1 Hz. It is estimated that the amplitude of this domain is large and consistent. The time of maximum emissivity of high frequency wave is the same as the time of maximum emission rate. The results show that the original research project aims at "the existence and non-existence of complementarity in the radiation domain of high frequency waves", and the existence and non-existence of complementarity in the space of the Shishengchong earthquake in 2003. The accuracy of the direct wave part is estimated. The theoretical results of this study are as follows:

项目成果

Temporal changes in site responses at borehole sites before and after strong motions as revealed from coda wave analyses

尾波分析揭示了强运动前后钻孔部位响应的时间变化

• 发表时间: 2007
• 作者: Kaoru Sawazaki;Haruo Sato;Hisashi Nakahara;and Takeshi Nishimura
• 通讯作者: and Takeshi Nishimura

Time-lapse changes of seismic velocity in the shallow ground caused by strong ground motion shock of the 2000 Western-Tottori Earthquake, Japan, as revealed from coda deconvolution analysis

尾波反褶积分析揭示2000年日本鸟取县西部地震强地震动引起的浅层地震速度时移变化

• 发表时间: 2009
• 期刊: Bull. Seismol. Soc. Am 99
• 作者: Sawazaki;K.;H. Sato;H. Nakahara;and T. Nishimura
• 通讯作者: and T. Nishimura

ランダム不均質媒質中の非等方震源におけるベクトル波エンベロープ合成

随机异质介质中各向异性源的矢量波包络合成

• 发表时间: 2009
• 作者: Hideaki IIDUKA;Isao YAMADA;Hideaki IIDUKA;Hideaki IIDUKA;Hideaki IIDUKA;Hideaki IIDUKA;Kaoru Sawazaki;澤崎郁・佐藤春夫・西村太志;Hideaki IIDUKA;飯塚 秀明;澤崎郁・佐藤春夫・西村太志;澤崎郁・佐藤春夫・西村太志
• 通讯作者: 澤崎郁・佐藤春夫・西村太志

マルコフ近似に基づくエンベロープをグリーン関数として用した高周波震源インバージョンの試み

尝试使用基于马尔可夫近似作为格林函数的包络线进行高频震源反演

• 发表时间: 2009
• 作者: Hideaki IIDUKA;Isao YAMADA;Hideaki IIDUKA;Hideaki IIDUKA;Hideaki IIDUKA;Hideaki IIDUKA;Kaoru Sawazaki;澤崎郁・佐藤春夫・西村太志;Hideaki IIDUKA;飯塚 秀明;澤崎郁・佐藤春夫・西村太志
• 通讯作者: 澤崎郁・佐藤春夫・西村太志

Temporal changes in S-wave velocity structure at a borehole site after strong ground motion shock

强地震动冲击后钻孔现场横波速度结构的时间变化

• 发表时间: 2007
• 作者: Kaoru Sawazaki;Haruo Sato;Hisashi Nakahara;and Takeshi Nishimura
• 通讯作者: and Takeshi Nishimura