工学院大学建築学科久田研究室 2008 年度卒業論文梗概

新宿における都心西部直下地震の強震動予測に関する研究
D1-05116

渡邉行範

用いる手法は妥当であると言える。

1.はじめに
近年、首都直下地震や東南海地震がニュースなどで取り上げられ注目されている。南関東地域では、200 年から 300 年の間隔で起こる M8 クラスの地震の間に、M7クラスの地震が数回発生すると言われている。内閣府では、M7 クラスの地震を首都直下地震としている。 1 ）また活断層での地震、震源が不特定の地震がある。本
研究で取り上げる都心西部直下地震は、震源不特定地震に分類され、この地震の発生確率は極めて低いとされてFault Normal
Fault
Parallelいる。しかしこの地震は、内閣府で想定されており、また自然現象である以上確実に起こらないとは断言できな
図 1:断層モデル
500

一方、1995 年兵庫県南部地震以降も多くの地震動が観向に現れる指向性パルスや継続時間の長い長周期の波の堆積層表面波など、エルセントロ波などの代表的な波にない特徴を持った波も観測されている。 2 ）本研究の目的は、首都直下地震の中で都心西部直下地震の強震動予測を行い、この地震がどのような性質(震度、振幅、卓越周期、継続時間、方向性など)を持っているのか予測することである。

500

400
acceleration (cm/s/s)

測されている。その中で、地震近傍で断層面と直交の方

図 2.1:断層、観測点、震源位置

NHL (Fault Normal)

200
1000 0510-100

15time (s)20-300-400

simulation (FN)
observation (FN)

200

U53 (Fault Normal)の手法がある。本研究では、長周期側の地震動に理論的震源モデルを用いた表現定理の手法、短周期側の地震動

510

time (s)1520

simulation (FN)
observation (FN)
U03 (Fault Normal)

150

500 00 0200

100-50100-300

5101520time (s)-100acceleration (cm/s/s)に用いる手法には、理論的モデルの手法と経験的モデル

acceleration (cm/s/s)

図 1 の断層パラメータを求め、強震動予測を行うため

200

-200

150

2.1.強震動予測の手法

300-100-200

2.強震動予測U56 (Fault Normal)

400

300

acceleration (cm/s/s)

いためこの地震を無視することはできない。

100500 0510-501520time (s)-100に経験的モデルの中の統計的グリーン関数法を改良した-150

統計的震源モデル法を用い、フィルター処理を施して重-200ね合わせるハイブリット手法を使用する。 3 ）

図 2.2:観測波形とシミュレーション波形の比較

simulation (FN)
observation (FN)

-150
-200

simulation (FN)
observation (FN)

2.2.手法の妥当性
本研究で用いるのと同じ手法を検証した例がありそれ

3.都心西部直下地震の強震動予測結果と考察を参考に検証を行った。検証方法は、図 2.1 で示してい初めに、図 3.1 の内閣府の想定 5 ） 通りに震源やア ス ペる 1994 年ノースリッジ地震(以下 North と呼ぶ)の観測波リティを配置して強震動予測を行い、内閣府でも本研究形と観測結果から逆解析を行い、断層パラメータを求めとは異なる手法で強震動予測を行った結果があるため比た Wald モデル

4）をアスペリティや背景領域ごとに単純較を行った。その結果、図 3.2 で内閣府の結果よりも加化した特性化モデルを用いて強振動予測を行い比較し、速度の振幅レベルがかなり大きくなった。加速度の最大観測波形の特徴を捉えた波形であるのかを確認した。比値で比較してみると約 3 倍もの差が出ていることが分か較を行った加速度波形を図 2.2 に示す。

る。しかし内閣府の結果が正しく、かつ確実に起こると比較をすると観測点 U03 のようにシミュレーション波は言えない。そのため本強震動予測結果が間違いではな形が観測波形とは異なる波形になるものもあるが、観測く、実際に起こりえる可能性があるのか検証を行った。

点 U56 などのように、ある程度観測波形の特徴を捉えた検証 の方 法とし て、2.2 に示す 手法 の妥 当性で 確認 し波形になることが確認できた。このことから、本研究でた North は、都心西部直下地震と同じ逆断層であり、まD1-05116

7000どの程度の大きさになるのか調べた。結果を図 3.3 に示す。図 3.3 の検証 1 の波形は、North の断層をそのまま新3000Max（UD) = 465 gal

10time(s)図 3.4

Resp-Acc (Gal)

North をそのま ま配置し た波形 では内閣 府デー タより 大きくなったが、それでもシミュレーション結果よりは小さかった。 小さい 要因と して考え られる のは、North のアスペリティが二つに分かれているのに対し内閣府が想150

Max（UD) = 65 kine

6000
5000
4000
3000
2000
1000
00.01

2030010100波Average

2030Ave.-σ
改正基準法
JMA神戸
1

10100波Average
Ave.+σAve.+σ0.1

全データ比較. Resp-Vel(NS)
400

改正基準法

300

JMA神戸

200
100

10000.01

0.1

Period(s)定している都心西部直下地震は、アスペリティが一つでtime(s)左 :加速度波形、右 :速度波形

全データ比較. Resp-Acc(NS)部地震と同じ値にして強震動予測を行った結果である。

Max（EW) = 68 kine

300

-1500にした場合、検証 3 の波形は、さらにすべり量を都心西

450

0-1000

都心西部直下地震と同じようなアスペリティの位置や数

内閣府想定での速度波形
Max（NS) = 148 kine

600

Max（EW) = 1891 gal

5000

1000

宿の地盤の下に配置した波形であり、検証 2 の波形は、750

velocityの断層を新宿の地盤の下に配置をし、強震動予測を行い内閣府想定での加速度波形
Max（NS) = 2010 gal

Resp-Vel(cm/s)

9000

acceleration

た断層の大きさや地震の規模も近いことから、この地震

110100Pe riod(s)図 3.5:左 :加速度応答スペクトル、右 :速度応答スペクト ル

かつ観測点の真下に位置しているためと思われる。そのため、North の断層を都 心西部 直下地震 のよう にアス ペ

地震規模は、M6.9 と想定されており、地震動の規模は、リティを一つにしてそれと同じような位置に配置して強最大加速度が 2010(gal)、最大速度が 148(kine)という結果震動予測を行った。結果は、アスペリティが二つに分かになった。気象庁では 2004 年新潟県中越地震で 2515(gal)

れている状態よりも大きくはなったがそれでもまだシミを観測しており、そのことから非常に大きな地震動であュレーション結果よりも小さい。最後に都心西部直下地ると予想される。加速度応答スペクトルでは、短周期側

震は、North よりもすべ り量が 大きいた め、こ れを都 心で極めて大きな値になっているが、周期 1 秒付近で急速西部直下地震と同じ値にして行った。その結果は、シミに減衰している。また、速度応答スペクトルでも短周期ュレーション結果に近い結果になった。これらのことか

側は、JMA 神戸波より大きな値になり、低中層建物に 甚ら、本強震動予測結果の妥当性がうかがえる。また、内大な影響が出る可能性が高い。また、長周期側でも速度閣府の結果は過小評価しているのだと思われる。

応答では改正基準法よりも大きな値になっているために高層建物にも大きな影響を与える可能性がある。

4000

4.まとめと今後加速度波形比較

都心西部直下地震の強震動予測を行った結果、観測点

acceleration

3000

新宿校舎

2000

Max内閣府データ（NS) = 705 gal

1000

常に大きな被害が予想されるが、指向性パルスのような0-1000Max-simulation（NS) = 2010 gal-20000

図 3.1:都心西部直下地震の位置
アスペリティの変化による比較-ACC
9000

acceleration

7000
5000
3000
1000

-1000
-3000
0

を工学院大学新宿校舎にした場合、震度 6 強と大きく非510time(s)1520

図 3.2:内閣府との比較
表 1:断層パラメー タ

断層
都心西部直下上端深さ（km）
6
下端深さ（km）
13.93
Max検証1（NS)長さ（km）
17.38
幅（km）
11.22
= 949 gal
走向（°）
315
傾斜（°）
45
Max検証2（NS)
すべり角（°）
90= 1423 gal
マグニチュード
6.9
破壊伝播速度（km/s）
2.5
Max検証3（NS)アスペリティー内部= 2000 gal
すべり量（ｍ）
2.99
51015202530 応力パラメータ（bar）
120time(s)背景領域
すべり量（ｍ）
1.2
図 3.3:加速度波形比較
応力パラメータ（bar）
24

ある特定の方向に破壊力のある卓越をする可能性は高く25ない。今後は、この結果を参考に地震応答解析の入力波にするなどして、新宿校舎の被害対策などの検討をする必要がある。
参考文献
1) 内閣府ホームページ(防災情報ページ)
http://www.bousai.go.jp/index.html
2) 地震の揺れを科学する。
山中浩明 編著、武村雅之、岩田知孝、香川敬生、佐藤俊明 著
3) 震源アスペリティと震源近傍の強震動特性
久田嘉章
4) Wald,D. J. , T . H Heaton,K. W. Hudnut: TheSlipHistory of the 1994

本研究の目的である都心西部直下地震の特徴を把握す

Northridge,California,Earthquake Determined fromStrongMotion,

るためには、内閣府想定の波形一つでは信憑性が低い。

Teleseismic, GPS, andLeveling Data, Bull. Seism.Soc. Am., V.86,

そのために震源の位置、アスペリティの数や位置を変え

pp.49-70, 1996て 100 波強震動予測を行った。以下に内閣府想定での加5) 中央防災会議 首都直下地震対策専門調査会第12 回 説明資料2-2速度、速度波形と 100 波平均の加速度、速度応答スペク*内 閣 府 か ら 公開 さ れ て い る デー タ を 使 用 さ て 頂い て いトル波形(全て減衰 5%、工学的基盤)を示す。

ます。篤くお礼申し上げます。

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