[S-SS09] 強震動・地震災害

[SSS09-P12] 2008年岩手・宮城内陸地震の震源域周辺におけるひずみおよび傾斜シミュレーション

*中村 武史¹、澤田 昌孝¹ (1.一般財団法人電力中央研究所)

キーワード：岩手・宮城内陸地震、ひずみ、傾斜変化、差分法

大地震時における主断層、副断層のせん断変位（断層変位）や広域的な地殻変動に伴い生じる地表面の水平ひずみおよび傾斜変化は、構造物そのものや構造物内の機器、構造物間にわたる設備などに損傷をもたらす可能性がある。2008年岩手・宮城内陸地震（Mw 6.9）では、破壊開始点近くにおいて、東北大学による観測点ICNSで1.5 m超（Ohta et al., 2008）、防災科学技術研究所によるKiK-net観測点IWTH25で1.4-1.55 mの上下動静的変位（青井・森川, 2009; Matsu’ura and Kase, 2010）が観測され、IWTH25に設置された傾斜計では、東西方向に1/5,000の静的傾斜の観測が報告された（Fukuyama, 2015）。日本建築学会による建築基礎構造設計指針（2001）では、RC造の下限変形角について1/2,000が示されており、震源域における断層変位および地殻変動に加え、ひずみや傾斜を調べることは、構造物や構造物内外の設備・機器の安全性を評価する上で重要である。構造に亀裂が生じる限界変形角についての調査が建築分野を中心にこれまで行われてきたが（例えば、大崎, 1957; 芳賀, 1973）、地表で大きなひずみや傾斜が生じると思われる大地震を対象に、詳細な震源モデルに基づいて変形の要因となるひずみや傾斜を定量的に評価した研究例は限られている。本研究では、2008年岩手・宮城内陸地震を対象に、3次元数値シミュレーションにより地震時の震源域周辺におけるひずみや傾斜の空間分布について調べた。
　シミュレーションでは、地形および3次元地下構造を考慮した計算が可能な差分計算手法（Nakamura et al., 2012）を用いた。地形は国土地理院による50 mメッシュデータ、地下構造は防災科学技術研究所によるJ-SHIS（藤原・他, 2012）を用いた。震源モデルは、近地強震波形のインバージョン解析によるSuzuki et al. (2010)およびAsano and Iwata (2011)のモデルを用いた。小断層サイズ2 km四方で解像されたこれらの震源モデルのすべり分布について、50 m間隔で空間的に補間して差分グリッド上に点震源を配置し、波動場のシミュレーションを行った。すべり角や破壊開始地点、破壊伝播速度は元のモデルと同じ値を用い、震源時間関数はLiu et al. (2006)による関数を用いた。破壊開始時刻やライズタイムは、Graves and Pitarka (2010)による、ローカルなすべり量に依存した式に基づく値を用いた。なお、本研究では変位やひずみ、傾斜など、主に長周期側の波動に着目し、計算精度が1.5Hz付近であることから、Graves and Pitarka (2015, 2016)による短波長の不均質性の導入は行っていない。
　シミュレーションの結果、静的水平ひずみ、傾斜の分布について、半無限媒質での食い違い弾性論（Okada, 1992）に基づく結果と大局的に同様の分布傾向を示した。断層上端の直上付近では、水平ひずみや傾斜が1/2,000を超える範囲があることを示した。また、断層面をより浅部に配置した場合、直上付近で超過範囲がより広がることを確認した。計算精度以下の帯域における動的成分については、浅部にすべりが集中している震源域北東側において、大きな水平ひずみや傾斜が分布する結果となった。発表ではこの他、構造やすべりの不均質性が結果に与える影響について議論を行う。