地震の高域遮断周波数fmaxの生成要因に関する基礎的検討

小林 源裕, 儘田 豊

doi:10.5610/jaee.18.4_1

強震動予測に重要な高域遮断周波数f_maxの生成要因を探るため，硬質岩盤サイトの鳥取県西伯郡（花崗岩地域）において，地震基盤に達する深度1000 mの大深度ボーリング調査・物理検層及び200 Hz高速サンプリングによる深部地震動観測を実施した．深部地震動観測として地表地震計及び二連式孔中地震計による鉛直アレー観測を行い，深度0 m（S波速度0.2 km/s）の表層地盤，深度300 m（S波速度2.8 km/s）及び深度1000 m（S波速度3.2 km/s）の地震基盤における観測地震動を取得した．1000 m鉛直アレー観測記録及び複数のKiK-net観測記録を用いてサイト特性及び伝播経路特性を詳細に評価し，震源特性として2016年鳥取県中部の地震の前震（Mj4.2），本震（Mj6.6）及び最大余震（Mj5.0）の3地震によるf_maxを評価した．その結果，深度300 m及び深度1000 mにおける3地震の観測地震動によりそれぞれ個別に推定された震源スペクトルから，深度300 mでおよそ20～30 Hz及び深度1000 mでおよそ40～50 Hzの異なるf_maxを得た．いずれの深度においても3地震によるf_maxは高周波数を呈して顕著な地震規模依存性は見られない．深度1000～300 mにわたる基盤中で地震動の減衰特性が確認されており，これらの影響が高周波数側の周波数特性，すなわち両深度の観測地震動により推定されるf_maxの違いとして現れている．一つの仮説として，f_maxの生成が震源特性ではなく地震基盤以深の深い基盤（基盤層～S波速度3.6 km/s相当層）における基盤中の減衰特性いわゆる「基盤特性」によってもたらされると考え，地震のω^-2則に基づく理論震源スペクトルに伝播経路特性及び先の基盤特性を考慮することにより，f_maxを介さずに理論基盤スペクトルを算出することを試みた．その結果，深度300 m及び深度1000 mにおける基盤スペクトルに加えて，別途，震源域周辺の地中S波速度が2 km/s以上を呈する3か所のKiK- net観測点の地中地震計設置深度における各地中観測スペクトルをおおむね説明できることを示した．地震基盤以深の深い基盤による減衰特性とf_maxによる高域遮断フィルター特性がほぼ一致しており，f_maxが従来考慮することのなかった基盤特性に対応する可能性がある．

地震の高域遮断周波数<i>f<sub>max</sub></i>の生成要因に関する基礎的検討

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