震源アスペリティーと震源近傍の強震動特性

1. 震源アスペリティーと震源近傍の強震動特性 工学院大学　久田嘉章

2. 兵庫県南部地震の震源近傍強震動アスペリティーと指向性パルス兵庫県南部地震の震源近傍強震動アスペリティーと指向性パルス アスペリティー 淡路側断層 神戸側断層 釜江・入倉（１９９７）

3. はじめに特性化震源モデル（レシピ）についてはじめに特性化震源モデル（レシピ）について • 震源近傍の強震動評価 　１）長周期の地震動 　　・断層破壊伝播方向 　　　→レシピ：アスペリティー 　　　　内で一様なすべり関数 　　　→指向性パルス波（ok） 　　・震源域直上では？ 　２）短周期の地震動 　　　→発生源は大すべりの 　　　　領域（？） 断層直交成分 横ずれ断層 震源 アスペリティー 震源 逆断層

4. 首都圏直下地震（中央防災会議） 低角逆断層 （δ=25℃）

5. 1994年ノースリッジ地震の震源近傍強震動 A2 Fault Normal Fault Parallel A1 すべり分布（Wald and Heaton, 1996）

6. Ｗａｌdほか（1996）による震源・地盤モデル • 断層面（１８ｋｍ×２４ｋｍ）を14×14に分割：小断層サイズ1.3×1.7 km • 各小断層に５×５点の積分点を分布 　（→ ４×４点のガウス点で近似） • すべり速度関数：継続時間0.6秒の三角形関数を0.4秒間隔で３つ重ね合わせ • 破壊伝播速度：3 kmで一定 • グリーン関数：岩盤・堆積層を平行成層モデルで波数積分法でモデル化（1 Hｚ以下）

7. 観測波（赤線）とWaldモデルによる計算波（青線）との比較観測波（赤線）とWaldモデルによる計算波（青線）との比較

8. 特性化震源モデルの構築（1 Hz以下） • 領域：大小２つのアスペリティー＋背景 • すべり量は、 ３つの領域の各平均値（A1で1.1 m, A2で1.5 m, 背景で0.55 m） • すべり角も各平均値 • すべり速度関数：継続時間0.6秒の三角形関数を0.4秒間隔で３つ重合せ • それぞれの領域で共通（すべり量比は0.5、0.3、0.2） • Vr=３km/s一定 A2 A1 Wald ほか(1996)によるすべり分布

9. 観測波（赤線）と特性化震源モデルによる計算波（青線）との比較観測波（赤線）と特性化震源モデルによる計算波（青線）との比較

10. 特性化震源モデルの改善（1 Hz以下）破壊過程に不均質さを導入 • 基本モデルは同一 • 破壊伝播速度は初期値を３ km/s • 各小断層にランダムな破壊開始時間の遅れを導入（ｋ２モデル） 　→　平均値0.5秒のガウス分布、但しマイナス値は０秒 A2 A1 Wald ほか(1996)によるすべり分布

11. 観測波（赤線）と改良した特性化震源モデルによる計算波（緑線）との比較観測波（赤線）と改良した特性化震源モデルによる計算波（緑線）との比較

12. 短周期地震動とアスペリティーＨａｒｔｚｅｌｌ他（JGR, 1996） 破壊開始 時間 すべり 分布 短周期 発生源 （余震Ａ） 短周期 発生源 （余震Ｂ）

13. 統計的グリーン関数法の改良→ 統計的震源モデル法（久田、2004～） • 小地震の震源：統計的点震源モデル（Boore, 1983） • 小地震波生成：平行成層地盤の理論的グリーン関数 　○定式　→　大西・堀家の定式（2000）と平行成層グリーン関数（Hisada, 1995 → 短周期可） 　○広帯域な位相スペクトル　→　ランダム（高振動数） 　　　＋コヒーレント（低振動数）：久田（2004） 　○広帯域Radiation Patternの導入　→　 　　　低振動数では理論解、高振動数では等方 • 小地震の重合わせ → 震源スペクトルのスケーリング則

14. 特性化震源モデル（1 Hz～10 hz） A２ A１ Ａ１：⊿σ=200 bar A2：⊿σ=150 bar 背景：⊿σ=50 bar 全領域：⊿σ=100 bar 波形計算は統計的震源モデル＋平行成層グリーン関数（久田,2005）

15. 観測波（赤線）と計算波（青線：２ asperity model、緑色：一様）との比較

16. まとめ • 特性化震源モデルは指向性パルス波の生成に非常に有効、しかし・・・ • 断層直上や破壊伝播が遠ざかる観測点での波形再現→波形過程の複雑さの導入（破壊伝播のばらつき、など） • 短周期地震動の発生源は、すべりが大きな領域とは限らず、周辺の場合もある