工学院大学建築学科久田研究室
2007 年度卒業論文梗概

首都直下地震を対象とした建築への入力地震動策定に関する研究
D3-04055 増本
首都直下地震入力地震動

篤志

指向性パルス

1.背景と目的

破壊伝播速度や破壊開始時間、すべり関数など 4 ）があり、1.1 はじめにパラメータの与え方は対象とする地震に似たパラメー タ

日本列島のまわりでは、4 つのプレートがぶつかりあっている。プレートどうしが近づくところでは、地震のを与える場合などがある。
2.2 手法の妥 当性もとになる力がたくわえられる。そのため日本は世界的本研究をやるまえに、1994 年ノースリッジ地震にお けにも地震が多い地域であり、首都直下型地震は、200 年る観測結果と、本研究で使用する手法によって計算さ れ以内に東京周辺で発生するとされている

1）。

た wald モデルをもとにした入力地震動を比較し、地 震動

首都直下で地震が発生した場合、大被害を引き起こすの特徴や大きさを捉えられることの確認をした。この こ要因として注目されるのが、震源近傍で発生する指向 性とから本研究で使用する手法が妥当であることがわか っ

パルスや長周期波である

2）

。

た。

1.2 目的

2.3 パラメー タスタディ

本研究は、東京湾北部地震がどのような影響を都市 部

まず wald モデルを特性化震源モデルに変換した。Waldにもたらすか、一番良い条件、悪い条件を押さえ、新 宿モデルはあくまでノースリッジ地震のすべり分布をあ らでの平均とばらつきを押さえることが目的である。こ れ

わしており、東京湾北部地震とは断層面積などが異なり 、により被害予測や被害軽減対策の策定に役立つだろう。

パラメータスタディをすると卓越周期が出てしまうな ど

2.入力地震動の欠陥があった 2 ）。そのため分割数 14×14 の wald モデ

2.1 入力地震 動手法

ルを 12×6 の分割数に変換する。そうすることによっ て

地面の揺れは、地震の際に震源から放射された地震波卓越周期が減るとより妥当なモデルになったと言える。

が地表面に到達することによって生じるものである。 したがって、将来起こる可能性のある地震により生じる 強い揺れ(強振動)を予測するためには、その生成および 、伝播過程のシミュレーションが必要となる 3）。
シミュレーションの手法としては、理論的方、半経験的方法、経験的方法、広帯域ハイブリット法がある。 本
研究では目的に応じて理論的手法と経験的手法を使い 分けており、長周期側に理論的手法(表現定理、震源パラ メー タ )を 、 短 周 期 側 に 経 験 的 手 法 (統 計 的 グ リ ー ン 関 数 )をそれぞれ用い、フィルター処理を施して重ね合わせ た
ハイブリット手法を使用した 2 ）。

図 2-1 ノース リッジ地震

断層の形状とすべり方向を規定するパラメータは静的断層パラメータと呼ば

図 2-2 す べり分布

震源及び観測点配置
北（Ｘ）

東（Ｙ）

向角、傾斜角、断層長さ、2.05 2.05 2.05 2.05 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.226°
深さ 32.7km震源 1

断層幅、すべり角、すべwald モ デル
1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2

深さ 32.7km

れ、図 1 に示すような走5）

2.05 2.05 2.05 2.05 1.2 1.2 2.12 2.12 2.12 2.12 2.12 1.2
2.05 2.05 2.05 2.05 1.2 1.2 2.12 2.12 2.12 2.12 2.12 1.2

り、断層深さなどである。

幅 30km
深さ 20km

また断層破壊過程を規定

1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 2.12 2.12 2.12 2.12 2.12 1.2
1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2するパラメータは動的断
図 3-1 東京湾 北部地震

層パラメータと呼ばれ、
図1

D3-04055

断層 モデル

震源及び観測点配置

図 3-2 すべ り分布
特性化モデル

3 結果と考察速度との比較を表した図である。図 4-3 は本研究で用 い

3.1 パラメー タスタディによる地震動の計算られた東京湾北部地震におけるバラつきを表している 。

モデルが完成したら、ランダムなパラメータを入力 。

これによって東京湾北部地震の姿を把握することがで き

まず破壊の開始点が 5 パターン。次にアスペリティを 5る。

パターン。そ して最後に dtr が 0.5 の場合と、0.8 の場合、3.2 指向性パルス

50 通 り の 波 形 を 出 す た め 、 パ ラ メ ー タ ス タ デ ィ を し た 。

パラメータスタディの結果、指向性パルスなどの破壊力の強いパルス状の波は見られなかった。指向性パル スとは、断層面上を破壊が進行し、地震波が増幅され強 い全ての加速度応答スペクトル (h=0.05)
1600

パルス状の波が生ずる現象で、この現象は破壊の伝播 方

1400

向に直交して現れ、一般に震源近傍で断層面と直交方 向

1200(Fault Normal 方向)に現れる 6 ）。1995 年兵庫県南部地震

gal

1000

では指向性パルスが表れ、気象庁の被害調査によれば 家

800
600

屋の倒壊率が 30%以上という被害をもたらした 2 ）。本 研

400究で行った東京湾北部地震の強振動予測において指向 性

200

パルスが表れなかったのは、断層の傾斜角が小さいた め

00

1

23
周期(s)

456だと考える。
4.まとめ
本研究では東京湾北部地震についての、特性を把握す

図 4-1 シミュ レーション結果の比較①ることに成功した。東京湾北部地震は 2 秒以下の固有 周応答加速度の比較 (h=0.05)
3000

期で兵庫県南部地震のように工学的基盤をモデルとし た波形を大きく上回るところもある。しかし図 4-3 を見て平均値
最大値
JMA神戸(N38W)
改正基準法（工学的基盤）

2500

分かるように高い確率で起こる地震はほぼ改正基準法 内で納まっている。指向性パルスが表れていなかったこ と

gal

2000

から、建物倒壊などの心配はないと考えられるが改正 基

1500

準法を上回っているところがあるので十分な被害対策 の1000検討が必要だと考える。
500

参考文献

001234561)内閣府ホームページ（防災情報ページ）
http://www.bousai.go.jp/index.html

周期(s)

図 4-2

シミ ュレーション結果の比較②2)田中 良一
加速度応答スペクトルのバラつきと比較 (h=0.05)
3000

2000
gal

首都直下型地震を対象とした強震動予測に関する研究
3)地震の揺れを科学する

平均値
+σ-σ
最大値
JMA神戸(N38W)
改正基準法（工学的基盤）

2500

2006 年

山中浩明編著

武村雅之／岩田知孝／香川敬生／佐藤俊明著
4) Building of the Seismological Society of America
89,3,pp. 579〜607,June 1999 Three-Dimensional

1500
1000

Finite-Difference Simulations of Long-Period strong

500

Motions in the Tokyo Metropolitan Area during the 1990
Odawara Earthquake (Mj5.1) and the Great 1923 Kanto00

図 4-3123
周期(s)

456

シミ ュレーション結果の比較③パラメータスタディした結果、上図のような結果になった。図 4-1 は本研究で計算した全ての波形である。 図4-2 は シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 結 果 の 加 速 度 応 答 ス ペ ク ト ル を工学的基盤における波形、及び兵庫県南部地震の応答 加

D3-04055

Earthquake (Ms8.2) in Japan5)Wald, D. J., T. H. Heaton , K. W. Hudnut: TheSlipHistory of the 1994 Northridge, California
EarthquakeDeterminedFromStrongMotion,Teleseismic,
GPS, and Leveling Data, Bull.Seism.Soc.Am., V.86,
pp.49-70, 1996
6)地震の事典
宇津徳治総編集

朝倉書店