JP2007218744A - 震災リスクの評価方法及び震災リスク評価用の断層モデル形成プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】断層モデルを作成する段階と、統計的グリーン関数を生成する段階と、基盤面での地震動の時刻歴を求める段階と、表層地盤の震動増幅特性を解析する段階と、地表の構造物への影響を算定する段階とで構成され、上記断層モデルの作成段階で、地震活動の特性を共通する一定の地域を表す地形モデルに、相互に一定間隔を置いた基準点4群を、それら基準点の位置を調整可能に配置し、各基準点を中心として、少なくとも面積乃至寸法を調整可能な仮想の断層面6を震源域の深さに設定し、上記仮想断層面6の少なくとも外周部分の2箇所以上に単位震源モデルをそれぞれ設置する。
【選択図】 図1
Description
地層地盤下方の震源域に仮想断層面を有する断層モデルを形成する段階と、
上記断層面の各部分での地震動に対する表層地盤の基盤面での応答を示す統計的グリーン関数を生成する段階と、
この統計的グリーン関数を用いて、全ての断層面分の地震動に対する上記基盤面での地震動の時刻歴を求める段階と、
上記表層地盤の震動増幅特性の解析により、上記基盤面の地震動の時刻歴から地表面での地震動の時刻歴を生成する段階と、
この地表面での地震動の時刻歴に基づいて地表の構造物への影響を算定する段階と、で構成され、
上記断層モデルの形成段階で、
地震活動の特性を共通する一定の地域を表す地形モデルに、相互に一定間隔を置いた複数の基準点4を、この基準点群の位置を調整可能に配置し、
各基準点を中心として、少なくとも面積乃至寸法を調整可能な仮想断層面6を震源域の深さに設定し、
上記仮想断層面6の少なくとも外周部分の2箇所以上に単位震源モデルをそれぞれ設置することを特徴とする。
コンピュータに、
地震活動の特性を共通する一定の地域を表す地形モデルに、相互に一定間隔を置いた複数の基準点4を、この基準点群の位置を調整可能に配置する手順と、
各基準点を中心として、仮想断層面6を震源域の深さに設定する手順と、
少なくとも一つの上記仮想断層面6の外周部分に2以上の単位震源モデルをそれぞれ設置する手順と、
単位震源モデルを設置した仮想断層面6の面積Sが、想定する地震のマグニチュードMに対応して、
[数式1]log10S=c×M−d 但しc、dは定数
に従うように、上記仮想断層面を相似的に拡大又は縮小する手順と、
を行わせることを特徴としている。
○地震規模や地域の活動特性に応じて断層モデルを作るから、震源を特定できない直下型地震に対しても、地表の地震動を求め、建物の具体的な挙動を動的に解析できる。
○断層情報が公開されていない地域でも、本手段により形成した断層モデルを解析して精密なハザード曲線を作成することができる。
○地震の発生頻度などの地震の活動特性ごとに評価対象である地域を分割したから、被害額の評価などを精密に行うことができる。
○地震の活動特性を共通する一定地域に基準点4群を設置して各基準点4の周りに仮想断層面を設置したから、震源の位置をさまざまに変えた場合の震災のシミュレーションを容易に行うことができ、また、それら基準点群の位置を調節可能としたから、地震の規模毎に最大の被害を的確に評価することができる。
(1)基準点の配置
まず図2に示すように現実の地形に対応した地形モデルのうち、観測点2から一定距離内にある活動域をオペレータに選定させる。すると、コンピュータは、図3の如く選定した活動域Sn内で多数の基準点4を均等に配置する。図示の例では点格子状に基準点を配置しているが、その配置のパターンを適宜変更することができる。また格子の向きや格子間の間隔は自由に設定することができる。これら基準点4群は、オペレータの操作に応じて、全体として地形モデル上での位置を自由に配置し、又はスライドして、基準点4の一つが観測点の直下に位置するように調整できるようにすると良い。
(2)仮想断層面の設定
次に図3に示す如く、一つの基準点4の周りに仮想断層面6を設定する。図示の仮想断層面は、正方形であるが、例えば三角形、長方形など適宜変更しても良い。この仮想断層面は、図中に実線で示された枠(ケース)8で囲われた部分であり、この中に直下型地震の震源、特に強い震動を生ずるアスペリティが含まれるように設けられている。そのため、仮想断層面6の面積Sは、数式log10S=M−.406より求めることが望ましい。そうすると、マグニチュードM=5、6、7に対する断面積、及び仮想断面が正方形であるとしたときの一辺の長さは表1のようになる。簡単のため、マグニチュード5での仮想断層面の面積を零(点震源)をすることもできる。仮想断層面の面積があまり小さい場合には、仮想断層面の各部分に後述の点震源モデルを配置しても各モデル間の距離が小さく、その距離が後述の統計的グリーン関数の計算に殆ど反映されないからである。尚、地表面からの仮想断層面の深さは、オペレータが適宜設定することができるものとする。
図示例のように正方形の仮想断層面では、各角部及び図形の中心に単位震源モデルを設置すればよい。単位震源モデルに関しては、前述のスケーリング則に基づいて、次の数式1のモデルが提案されており、これに従うと地震動のS波の加速度フーリエスペクトルは数式3のようになる(例えば非特許文献3参照)。
[数式3]A(ω)=(Rφθ×M/4πρβ3)×S(ω)×P(ω)×exp[−ωR/2QΒ]/r
但し、Rφθはラディエーション係数、ρは密度、βは媒質のS波地震波速度、rは震源距離である。また、P(ω)は高周波数遮断関数であり、例えばP(ω)={1+(ω/ωc)2} −1/2で与えられている。
(4)仮想断層面の調整
仮想断層面に対しては、オペレータの操作により、拡大・縮小、回転などの各種の処理をすることができる。
I.断層モデルの形成
この断層モデルの形成は、基本的に上記断層モデル形成用プログラムの構成及び使用法として説明した内容と同じであるので説明を省略する。
II.断層モデルを用いた解析
この過程は、基本的に従来公知のことであるので、簡単に説明する。
(1)統計的グリーン関数法の実施
まず、仮想断層面に設定した各点震源モデル10と、基盤面D上の任意の一点(中間点)12との間でグリーン関数を生成する。次に上記点震源モデルのそれぞれについて、数式3により地震動の加速度フーリエスペクトルを求め、その総和として震動関数を生成する。震源域での震動関数をAb(ω)、中間地殻部分の伝達関数をH(f)とすると、基盤面での震動関数はAs(ω)=H(ω)×Ab(ω)で与えられる(特許文献2の段落0092)。そしてこれら震動関数とグリーン関数との重畳積分を実施すると、全ての点震源モデルの地震動に対する中間点12での応答が求まる。
(2)基盤面の地震動の時刻歴を求める。
(3)表層地盤の震動増幅特性の解析
既述の従来方法により、表層地盤Aの特性を解析して、これと中間点12での震動時刻歴とから観測点2での地震時刻歴を求める。
(4)多質点解析
観測点、即ち地表面での震動の時刻歴から建物の各箇所への影響を解析する。
III.建物のリスク評価
この過程では、上記の解析で得られた最大加速度と、活動域毎に与えられる規模別の地震の発生頻度から、図8に示すような確率分布図を作成し、これに基づいて建物の各階・各部での具体的なダメージを算定する。
そして、マグニチュード5以上の地震の1km2での発生確率PM5、ある活動域の面積をS、その活動域での基準点の数をlaと置く。そうすると、上記のPMは、PM(5)+PM(6)+PM(7)=1と正規化されているので、各地点での発生頻度はPは、次の通りとなる。
A…表層地盤 B…中間地殻部分 C…震源域 D…基盤面 E…地表面
Sn…地域(活性域)
Claims (5)
- 地層地盤下方の震源域に仮想の断層面を有する断層モデルを形成する段階と、
上記断層面の各部分での地震動に対する表層地盤の基盤面での応答を示す統計的グリーン関数を生成する段階と、
この統計的グリーン関数を用いて、全ての断層面分の地震動に対する上記基盤面での地震動の時刻歴を求める段階と、
上記表層地盤の震動増幅特性の解析により、上記基盤面の地震動の時刻歴から地表面での地震動の時刻歴を生成する段階と、
この地表面での地震動の時刻歴に基づいて地表の構造物への影響を算定する段階と、で構成され、
上記断層モデルの形成段階で、
地震活動の特性を共通する一定の地域を表す地形モデルに、相互に一定間隔を置いた複数の基準点4を、この基準点群の位置を調整可能に配置し、
各基準点を中心として、少なくとも面積乃至寸法を調整可能な仮想断層面6を震源域の深さに設定し、
上記仮想断層面6の少なくとも外周部分の2箇所以上に単位震源モデルをそれぞれ設置する、震災リスクの評価方法。 - 上記仮想断層面中心とその外周部分の少なくとも3箇所とにそれぞれ単位震源モデルを設置したことを特徴とする、請求項1記載の震災リスクの評価方法。
- 請求項1又は請求項2の何れかに記載の震災リスクの評価方法を実施するために適したプログラムであって、
コンピュータに、
地震活動の特性を共通する一定の地域を表す地形モデルに、相互に一定間隔を置いた複数の基準点4を、この基準点群の位置を調整可能に配置する手順と、
各基準点を中心として、仮想断層面6を震源域の深さに設定する手順と、
少なくとも一つの上記仮想断層面6の外周部分に2以上の単位震源モデルをそれぞれ設置する手順と、
単位震源モデルを設置した仮想断層面6の面積Sが、想定する地震のマグニチュードMに対応して、
[数式1]log10S=c×M−d 但しc、dは定数
に従うように、上記仮想断層面を相似的に拡大又は縮小する手順と、
を行わせることを特徴とする震災リスク評価用の断層モデル形成プログラム。 - コンピュータに、上記単位震源モデルを設置した仮想断層面6を、その図形中心である基準点を中心として回動させる手順を行わせることができるようにしたことを特徴とする、請求項3記載の震災リスク評価用の断層モデル形成プログラム。
- コンピュータに、上記単位震源モデルを設置した仮想断層面6を、水平面に対して傾斜させる手順を行わせることができるようにしたことを特徴とする、請求項3又は請求項4記載の震災リスク評価用の断層モデル形成プログラム。
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