[SSS17-P03] 2016年鳥取県中部地震の動的断層破壊シミュレーション
キーワード：動的破壊シミュレーション、鳥取県中部地震
本研究では，2016年10月に発生した鳥取県中部地震（M6.6）の動的断層破壊のシミュレーションを行った．動的断層破壊の計算には境界積分方程式法を，摩擦構成則としてすべり弱化則を用いた．鉛直な矩形断層を仮定し，その上端の深さ 0.5 km ，断層のサイズ 19.5 km × 18 km ，左横ずれ断層運動とした．また，破壊開始点はHi-net自動処理震源の位置とし，そこから破壊が広がっていくモデルを構築した．ここでは，小林 他（2016）による，観測された地震波形のインヴァージョンによって得られたすべり量分布と調和的になるような，すべり弱化則における初期応力と臨界すべり弱化距離の動的破壊パラメータの空間分布を求めることを目的とした．
インヴァージョンによって得られたすべり量分布は，震源直上付近の断層面の中央部にすべり量の大きな領域がみられ，最大すべり量は1.3 m であった．また1秒ごとのすべり量分布を見ると，破壊開始から1秒までの間に大きなすべりが生じており，このときの最大すべり量は1.27 m であった．
はじめに，初期応力と臨界すべり弱化距離について，断層面上で一様な値を与えて動的断層破壊シミュレーションを行った．初期応力は10 MPa，臨界すべり弱化距離は0.25 m，破壊強度は20 MPa，残留応力は0 MPa とした．シミュレーションによって得られた最終すべり量分布では，断層面のほとんどの領域ですべりがみられ，最大すべり量は4.4 m であった．断層面上で動的破壊パラメータが均質の場合には，インヴァージョンによって得られたすべり量の空間的な不均質性を再現することは不可能である．そのため，ここでは初期応力と臨界すべり弱化距離について，空間的な不均質性を導入する．
まず，初期応力分布を推定するために，インヴァージョンによって得られた最終すべり量分布をもとに，断層面を断層面上中央部のすべり量の大きい領域とそれ以外の2つの領域に分割した．残留応力はいずれも0 MPa ，破壊強度は20 MPa，臨界すべり弱化距離の値を0.25 m と2つの領域で固定し，これらの領域の初期応力の値を推定した．この目的のため，ここでは，すべり量の小さな領域の初期応力を2 MPaとし，すべり量の大きな領域での初期応力を5~15 MPaの範囲で変化させ，シミュレーションとインヴァージョンで得られた最終すべり量分布の残差が最小になるような初期応力の値を試行錯誤的に求めた．その結果，すべり量の大きい領域の初期応力の値は10 MPaと求まった．
次に，臨界すべり弱化距離の値の空間分布を推定した．，この目的のため，すべり量の小さい領域の臨界すべり弱化距離の値を0.25 mとし，すべり量の大きい領域を断層の深さ方向に4つ（うち1つは破壊開始点を含むよう）に分割し，それぞれの領域の臨界すべり弱化距離を0.20～0.30 mの範囲で変化させ，シミュレーションとインヴァージョンで得られた1秒ごとのすべり量分布の残差が，それぞれのタイムステップで最小になるような臨界すべり弱化距離の値の空間分布を試行錯誤的に求めた．その結果，破壊開始点から地表に向かうにつれ，臨界すべり弱化距離の値が大きくなるような傾向がみられた．
すべり量分布と，シミュレーションで得られた初期応力と臨界すべり弱化距離の不均質分布を比較すると，すべり量の大きな領域での初期応力は，すべり量の小さな領域のそれよりも大きく，臨界すべり弱化距離の値は，破壊開始点付近の領域では他の領域よりも小さいモデルが望ましいことがわかった．
インヴァージョンによって得られたすべり量分布は，震源直上付近の断層面の中央部にすべり量の大きな領域がみられ，最大すべり量は1.3 m であった．また1秒ごとのすべり量分布を見ると，破壊開始から1秒までの間に大きなすべりが生じており，このときの最大すべり量は1.27 m であった．
はじめに，初期応力と臨界すべり弱化距離について，断層面上で一様な値を与えて動的断層破壊シミュレーションを行った．初期応力は10 MPa，臨界すべり弱化距離は0.25 m，破壊強度は20 MPa，残留応力は0 MPa とした．シミュレーションによって得られた最終すべり量分布では，断層面のほとんどの領域ですべりがみられ，最大すべり量は4.4 m であった．断層面上で動的破壊パラメータが均質の場合には，インヴァージョンによって得られたすべり量の空間的な不均質性を再現することは不可能である．そのため，ここでは初期応力と臨界すべり弱化距離について，空間的な不均質性を導入する．
まず，初期応力分布を推定するために，インヴァージョンによって得られた最終すべり量分布をもとに，断層面を断層面上中央部のすべり量の大きい領域とそれ以外の2つの領域に分割した．残留応力はいずれも0 MPa ，破壊強度は20 MPa，臨界すべり弱化距離の値を0.25 m と2つの領域で固定し，これらの領域の初期応力の値を推定した．この目的のため，ここでは，すべり量の小さな領域の初期応力を2 MPaとし，すべり量の大きな領域での初期応力を5~15 MPaの範囲で変化させ，シミュレーションとインヴァージョンで得られた最終すべり量分布の残差が最小になるような初期応力の値を試行錯誤的に求めた．その結果，すべり量の大きい領域の初期応力の値は10 MPaと求まった．
次に，臨界すべり弱化距離の値の空間分布を推定した．，この目的のため，すべり量の小さい領域の臨界すべり弱化距離の値を0.25 mとし，すべり量の大きい領域を断層の深さ方向に4つ（うち1つは破壊開始点を含むよう）に分割し，それぞれの領域の臨界すべり弱化距離を0.20～0.30 mの範囲で変化させ，シミュレーションとインヴァージョンで得られた1秒ごとのすべり量分布の残差が，それぞれのタイムステップで最小になるような臨界すべり弱化距離の値の空間分布を試行錯誤的に求めた．その結果，破壊開始点から地表に向かうにつれ，臨界すべり弱化距離の値が大きくなるような傾向がみられた．
すべり量分布と，シミュレーションで得られた初期応力と臨界すべり弱化距離の不均質分布を比較すると，すべり量の大きな領域での初期応力は，すべり量の小さな領域のそれよりも大きく，臨界すべり弱化距離の値は，破壊開始点付近の領域では他の領域よりも小さいモデルが望ましいことがわかった．