Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5638571B2 - Method for creating simulated seismic wave, simulated seismic wave creating program, and computer-readable recording medium recording simulated seismic wave creating program - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5638571B2 - Method for creating simulated seismic wave, simulated seismic wave creating program, and computer-readable recording medium recording simulated seismic wave creating program - Google Patents

Method for creating simulated seismic wave, simulated seismic wave creating program, and computer-readable recording medium recording simulated seismic wave creating program Download PDF

Info

Publication number
JP5638571B2
JP5638571B2 JP2012142121A JP2012142121A JP5638571B2 JP 5638571 B2 JP5638571 B2 JP 5638571B2 JP 2012142121 A JP2012142121 A JP 2012142121A JP 2012142121 A JP2012142121 A JP 2012142121A JP 5638571 B2 JP5638571 B2 JP 5638571B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seismic wave
ground
amplitude
computer
simulated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012142121A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014006158A (en
Inventor
英明 永坂
英明 永坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chuden Cti Co Ltd
Original Assignee
Chuden Cti Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chuden Cti Co Ltd filed Critical Chuden Cti Co Ltd
Priority to JP2012142121A priority Critical patent/JP5638571B2/en
Publication of JP2014006158A publication Critical patent/JP2014006158A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5638571B2 publication Critical patent/JP5638571B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

本発明は、模擬地震波を作成する方法および模擬地震波作成プログラムならびに模擬地震波作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。詳しくは、対象地域において工学的基盤面から地表面に向けて入射される模擬地震波を作成する方法、および、上記方法の実現手段としてコンピュータを機能させるための模擬地震波作成プログラム、ならびに、上記模擬地震波作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。   The present invention relates to a method for creating a simulated seismic wave, a simulated seismic wave creating program, and a computer-readable recording medium that records the simulated seismic wave creating program. Specifically, a method for creating a simulated seismic wave incident on the ground surface from the engineering foundation surface in the target area, a simulated seismic wave creation program for causing a computer to function as means for realizing the method, and the simulated earthquake wave The present invention relates to a computer-readable recording medium on which a creation program is recorded.

地上や地中に建設される構造物の設計に際しては、地震時に靭性を含む耐力が十分に確保できるように構造物の設計がなされる。この際、構造物を解析モデルとして模擬地震波を入射させ、構造物の地震応答解析を行うことが従来から行われている。
構造物に入射される模擬地震波を作成する技術としては、例えば特許文献1に記載された技術が従来から用いられている。この技術では、工学的基盤面に入射する模擬地震波および構造物が建設される建設地域の地盤の地盤物性値に基づいて、構造物に入射される模擬地震波を作成する。ここで、上記工学的基盤面に入射する模擬地震波は、模擬地震波を作成する技術者がデータベース内から選択した歴史地震のパラメータ、または、上記技術者がデータベース内から選択した活断層の断層パラメータおよび破壊パラメータに基づいて作成される。
When designing a structure to be constructed on the ground or in the ground, the structure is designed so that sufficient strength including toughness can be secured in the event of an earthquake. At this time, it has hitherto been performed to make a seismic response analysis of a structure by entering a simulated seismic wave using the structure as an analysis model.
As a technique for creating a simulated seismic wave incident on a structure, for example, a technique described in Patent Document 1 has been conventionally used. In this technology, a simulated seismic wave incident on a structure is created based on a simulated seismic wave incident on an engineering base plane and a ground property value of a ground in a construction area where the structure is constructed. Here, the simulated seismic wave incident on the engineering base plane is the historical earthquake parameter selected from the database by the engineer creating the simulated seismic wave, or the fault parameter of the active fault selected by the engineer from the database and Created based on destruction parameters.

特開平10−320450号公報JP-A-10-320450

ところで、歴史地震は地震計などの近代的な観測設備が整備される前に発生した地震であるため、そのパラメータの信頼性は低い。また、活断層の断層パラメータおよび破壊パラメータを正確に推定することは非常に難しく、しばしば技術者によって各パラメータの推定値が相違する。このため、上記特許文献1に記載された技術では、工学的基盤面に入射される模擬地震波の信頼性が低くなって、構造物に入射される模擬地震波および地震応答解析の信頼性が低くなるという問題があった。
本発明は、上記した問題を解決するものとして創案されたものである。すなわち、本発明が解決しようとする課題は、工学的基盤面に入射される模擬地震波を表層地盤(地表面から工学的基盤面までの間に存在する地盤)の地盤特性を使用して作成することで、歴史地震または活断層のパラメータを使う必要をなくして、作成される模擬地震波の信頼性を向上させることである。
By the way, historical earthquakes are earthquakes that occurred before modern observation facilities such as seismometers were installed, so the reliability of their parameters is low. In addition, it is very difficult to accurately estimate the fault parameter and the fracture parameter of the active fault, and the estimated values of the parameters are often different depending on engineers. For this reason, in the technique described in Patent Document 1, the reliability of the simulated seismic wave incident on the engineering base plane is lowered, and the reliability of the simulated seismic wave incident on the structure and the earthquake response analysis is lowered. There was a problem.
The present invention has been devised to solve the above problems. That is, the problem to be solved by the present invention is to create a simulated seismic wave incident on an engineering foundation surface using the ground characteristics of the surface ground (the ground existing between the ground surface and the engineering foundation surface). This eliminates the need to use parameters of historical earthquakes or active faults and improves the reliability of the generated simulated seismic waves.

上記課題を解決するために、本発明の模擬地震波を作成する方法および模擬地震波作成プログラムは次の手段をとる。
まず、第1の発明は、対象地域において工学的基盤面から地表面に向けて入射される模擬地震波を作成する方法である。この模擬地震波を作成する方法は、対象地域の地表面から対象地域の工学的基盤面までの間に存在する対象地域の表層地盤の地盤特性から用意される解析パラメータに基づいて、対象地域の地表面における地盤の振動の観測データから用意される解析用データに示された地震動を引き起こすために、対象地域の工学的基盤面に入射されるべき入射地震波を、インバージョン(inversion)を用いた解析により算定するインバージョンステップと、入射地震波において振動周波数から独立して1つに定まる値である入射地震波の最大振幅を導出する入射地震波振幅導出ステップと、模擬地震波において振動周波数から独立して1つに定まる値として前もって設定された模擬地震波の最大振幅に対して、この模擬地震波の最大振幅を入射地震波の最大振幅で割った商を振幅倍率として算定する振幅倍率算定ステップと、入射地震波の振幅を増幅または減衰させることで、この振幅の最大値が上記模擬地震波の最大振幅と等しくなるように調整して模擬地震波を出力するための振幅調整地震波とする振幅調整ステップと、を備えている。この振幅調整ステップにおいては、入射地震波の振幅に上記振幅倍率を上記入射地震波の振動周波数によらずに一律にかける処理を実行する。
地表面における地震動は、震源特性(震源断層における地震波の解放の特性)と、伝播経路特性(震源から対象地域の工学的基盤面まで地震波が伝播する経路の特性)と、地点特性(対象地域の工学的基盤面から地表面までの間の表層地盤の地盤特性)と、の影響をそれぞれ受けることが知られている。なお、上記表層地盤は地表面に近くボーリング調査などの地盤データ調査を行いやすいため、上記地点特性は上記震源特性および上記伝播経路特性と比べて高い信頼性で求めることができる。
ここで、本発明者は、実測データを解析することで、上記地点特性が地表面における地震動に与える影響が、上記震源特性および上記伝播経路特性が上記地震動に与える影響を無視できるほど大きいことを見出し、本発明に至ったものである。すなわち、上記第1の発明によれば、対象地域の地表面における地盤の振動に対して、信頼性の高い地点特性を用いた解析を行い、振幅を調整することで対象地域の工学的基盤面に入射される模擬地震波を作成する。これにより、工学的基盤面に入射される模擬地震波の作成に信頼性の低い歴史地震または活断層のパラメータを使う必要をなくして、作成される模擬地震波の信頼性を向上させることができる。
In order to solve the above problems, the method of creating a simulated seismic wave and the simulated seismic wave creating program of the present invention take the following means.
First, the first invention is a method of creating a simulated seismic wave incident from the engineering base plane toward the ground surface in the target area. This method of creating a simulated seismic wave is based on the analysis parameters prepared from the ground characteristics of the surface ground of the target area existing between the ground surface of the target area and the engineering foundation surface of the target area. Inversion analysis of incident seismic waves that should be incident on the engineering foundation surface in the target area in order to cause the earthquake motion indicated in the analytical data prepared from the observation data of ground vibration on the surface The inversion step calculated by the above, the incident seismic wave amplitude deriving step for deriving the maximum amplitude of the incident seismic wave, which is a value determined independently from the vibration frequency in the incident seismic wave, and one in the simulated seismic wave independent from the vibration frequency The maximum amplitude of this simulated seismic wave is set to the maximum of the incident seismic wave with respect to the maximum amplitude of the simulated seismic wave set in advance as a value determined by An amplitude ratio calculating step of calculating a quotient obtained by dividing the width as the amplitude ratio, by amplifying or attenuating the amplitude of the incident seismic waves, the simulated maximum value of the amplitude is adjusted to be equal to the maximum amplitude of the simulated seismic wave And an amplitude adjustment step for making an amplitude adjustment seismic wave for outputting the seismic wave. In this amplitude adjustment step, a process of uniformly applying the amplitude magnification to the amplitude of the incident seismic wave regardless of the vibration frequency of the incident seismic wave is executed.
Seismic motion on the surface of the earth is characterized by the source characteristics (characteristics of the release of seismic waves at the source fault), propagation path characteristics (characteristics of the path from which the seismic waves propagate from the source to the engineering base of the target area), and point characteristics (of the target area). It is known that it is influenced by the ground characteristics of the surface layer between the engineering foundation surface and the ground surface). Since the surface ground is close to the ground surface, it is easy to conduct ground data surveys such as boring surveys, so that the point characteristics can be obtained with higher reliability than the seismic source characteristics and the propagation path characteristics.
Here, the present inventor has analyzed that the influence of the point characteristics on the ground motion on the ground surface by analyzing the measured data is so large that the influence of the source characteristics and the propagation path characteristics on the ground motion can be ignored. This is the headline and the present invention. That is, according to the first aspect of the present invention, the analysis using the highly reliable point characteristics is performed on the ground vibration on the ground surface in the target area, and the amplitude is adjusted to adjust the engineering basis of the target area. Create a simulated seismic wave incident on. As a result, it is possible to improve the reliability of the generated simulated seismic wave by eliminating the need for using a low-reliability historical earthquake or active fault parameter for generating the simulated seismic wave incident on the engineering base plane.

ついで、第2の発明は、上述した第1の発明において、上記地盤の振動として対象地域の表層地盤を線形弾性体とみなすことができる弱小地震動を選択して、この弱小地震動の解析用データを用意するものである。また、上記第2の発明のインバージョンステップにおいては、対象地域の表層地盤を線形弾性体とみなすことを前提としたインバージョン手法によって入射地震波を算定する。さらに、上記第2の発明においては、模擬地震波の出力に際して、地震波の波形の卓越周期が長くされる影響の補正が、振動周波数が所定値以下である長周期成分の振幅にかけられた振幅調整地震波を用意する。
上記弱小地震動は、表層地盤を線形弾性体とみなせるほど振幅が小さい地震波によって引き起こされる。ここで、弱小地震動は、その加速度波形の最大振幅(すなわち最大加速度)が所定値(例えば0.3[m/s])以下であることによって、より強い地震動から簡単に区別できる。また、弱小地震動には、より強い地震動と比べて地震動の発生頻度が高いという性質がある。
すなわち、上記第2の発明によれば、インバージョンステップにおいて表層地盤を線形弾性体とみなすことを前提としたインバージョン手法によって入射地震波を算定することができるようになるので、この入射地震波を簡単に精度よく算定して、作成される模擬地震波の信頼性をさらに向上させることができる。さらに、弱小地震動はより強い地震動と比べて地震動の発生頻度が高いので、地震動の観測期間を短縮することができる。さらに、模擬地震波の出力に際して、長周期成分の振幅に補正がかけられた振幅調整地震波を用意することで、作成される模擬地震波の信頼性を向上させることができる。
Next, in a second invention, in the first invention described above, a weak ground motion that can be regarded as a linear elastic body is selected as the ground vibration of the target region as the vibration of the ground, and the analysis data for the weak ground motion is selected. It is something to prepare. In the inversion step of the second aspect of the invention, the incident seismic wave is calculated by an inversion method on the premise that the surface ground in the target area is regarded as a linear elastic body. Furthermore, in the second aspect of the invention, when the simulated seismic wave is output, the correction of the influence that the dominant period of the seismic wave waveform is lengthened is an amplitude-adjusted seismic wave that is applied to the amplitude of the long-period component whose vibration frequency is a predetermined value or less. Prepare.
The above-mentioned weak ground motion is caused by a seismic wave whose amplitude is so small that the surface ground can be regarded as a linear elastic body. Here, weak earthquake motions can be easily distinguished from stronger earthquake motions when the maximum amplitude (that is, maximum acceleration) of the acceleration waveform is a predetermined value (for example, 0.3 [m / s 2 ]) or less. In addition, weak ground motion has the property that the frequency of occurrence of ground motion is higher than that of stronger ground motion.
That is, according to the second aspect, since it is possible to calculate the incident seismic waves by inversion method that assumes that regard Surface Ground linear elastic body in inversion step, simplify this incident seismic Therefore, the reliability of the generated simulated seismic wave can be further improved. Furthermore, since the frequency of weak ground motions is higher than that of stronger ground motions, the ground motion observation period can be shortened. Furthermore, when the simulated seismic wave is output, by preparing an amplitude-adjusted seismic wave in which the amplitude of the long period component is corrected, the reliability of the created simulated seismic wave can be improved.

さらに、第3の発明は、上述した第1または第2の発明において、模擬地震波の発生源となる模擬地震の震源の位置を模擬地震震源位置として設定する模擬地震震源位置設定ステップと、観測データに示された地盤の振動の発生源となる観測地震の震源の位置を観測地震震源位置として確保する観測地震震源位置確保ステップと、を備え、観測地震が複数存在する場合に、観測地震震源位置と模擬地震震源位置との間の震源間距離が比較的短い観測地震の観測データを選択して、この観測データから解析用データを用意するものである。
この第3の発明によれば、観測地震震源位置が模擬地震震源位置に比較的近い観測地震の観測データに基づいて模擬地震の模擬地震波が作成される。これにより、観測地震と模擬地震との間の伝播経路特性の違いを少なくして、作成される模擬地震波の信頼性をさらに向上させることができる。
Furthermore, the third invention is the above-described first or second invention, in the first or second invention, a simulated earthquake source position setting step for setting the position of the simulated earthquake source serving as the simulated earthquake wave source as a simulated earthquake source position, and observation data A seismic source location step that secures the location of the observed earthquake source as the observed seismic source location as shown in Fig. 1. The observation data of the observed earthquake with a relatively short distance between the hypocenter and the simulated earthquake source location is selected, and the analysis data is prepared from this observation data.
According to the third aspect of the invention, the simulated earthquake wave of the simulated earthquake is created based on the observation data of the observed earthquake whose observed earthquake source position is relatively close to the simulated earthquake source position. Thereby, the difference in propagation path characteristics between the observed earthquake and the simulated earthquake can be reduced, and the reliability of the created simulated earthquake wave can be further improved.

さらに、第4の発明は、上述した第3の発明において、観測地震が複数存在する場合に、この各観測地震を上記震源間距離の区分により分類し、解析用データを用意するために選択されるべき観測地震が分類された震源間距離の区分に複数の観測地震が分類されている場合、この各観測地震のうち、マグニチュードが模擬地震のマグニチュードに最も近い観測地震の観測データを選択して、この観測データから解析用データを用意するものである。
マグニチュードが大きい強い地震が発生させる地震波とマグニチュードが小さい弱い地震が発生させる地震波とは、振動周波数が比較的小さい長周期成分において顕著な違いが見られることが一般に知られている。ここで、上記第4の発明では、複数の観測地震を震源間距離の区分により分類することで、観測地震震源位置が模擬地震震源位置に比較的近い観測地震を複数特定することができる。そして、観測地震震源位置が模擬地震震源位置に比較的近い観測地震が複数特定された場合には、この各観測地震のうち、マグニチュードが模擬地震のマグニチュードに最も近い観測地震の観測データに基づいて模擬地震の模擬地震波が作成される。これにより、観測地震と模擬地震との間における、地震波の長周期成分の違いによる影響を少なくして、作成される模擬地震波の信頼性をさらに向上させることができる。
Further, the fourth invention is selected in order to prepare analysis data in the above-described third invention, when there are a plurality of observed earthquakes, each of the observed earthquakes is classified by the above-mentioned seismic center distance classification. If multiple observed earthquakes are classified in the source distance category where the observed earthquakes should be classified, select the observed data of the observed earthquakes whose magnitude is closest to the magnitude of the simulated earthquake. The analysis data is prepared from this observation data.
It is generally known that there is a significant difference between a seismic wave generated by a strong earthquake having a large magnitude and a seismic wave generated by a weak earthquake having a small magnitude in a long period component having a relatively low vibration frequency. Here, in the fourth invention, a plurality of observed earthquakes whose observed earthquake source positions are relatively close to the simulated earthquake source positions can be identified by classifying the plurality of observed earthquakes according to the classification of the distance between the epicenters. If multiple observed earthquakes whose observed earthquake source locations are relatively close to the simulated earthquake source location are identified, based on the observed data of the observed earthquake whose magnitude is the closest to that of the simulated earthquake. A simulated earthquake wave of a simulated earthquake is created. Thereby, the influence by the difference in the long period component of the seismic wave between the observed earthquake and the simulated earthquake can be reduced, and the reliability of the created simulated earthquake wave can be further improved.

さらに、第5の発明は、コンピュータに、対象地域において工学的基盤面から地表面に向けて入射される模擬地震波を作成させるための模擬地震波作成プログラムである。この模擬地震波作成プログラムは、対象地域の地表面における地盤の振動の観測データが、コンピュータに入力される観測データ入力ステップと、対象地域の地表面から対象地域の工学的基盤面までの間に存在する対象地域の表層地盤の地盤特性が、解析パラメータとしてコンピュータに入力されて用意される解析パラメータ用意ステップと、模擬地震波において振動周波数から独立して1つに定まる値である模擬地震波の最大振幅が設定されてコンピュータに入力される振幅設定ステップと、コンピュータが、上記観測データから解析用データを作成して用意する解析用データ用意ステップと、コンピュータが、上記解析パラメータに基づいて、対象地域の地表面において上記解析用データに示された地震動を引き起こすために、対象地域の工学的基盤面に入射されるべき入射地震波を、インバージョン(inversion)を用いた解析により算定するインバージョンステップと、コンピュータが、上記入射地震波において振動周波数から独立して1つに定まる値である入射地震波の最大振幅を導出する入射地震波振幅導出ステップと、コンピュータが、模擬地震波の最大振幅を入射地震波の最大振幅で割った商を振幅倍率として算定する振幅倍率算定ステップと、コンピュータが、入射地震波の振幅に振幅倍率を上記入射地震波の振動周波数によらずに一律にかけることで振幅調整地震波を算定する振幅調整ステップと、コンピュータが、振幅調整地震波を模擬地震波として出力する出力ステップと、をコンピュータに実行させるための模擬地震波作成プログラムである。
この第5の発明によれば、コンピュータは、対象地域の地表面における地盤の振動から求めた解析用データに対して、信頼性の高い地点特性の解析パラメータを用いた解析を行い、この解析結果の振幅を調整することで対象地域の工学的基盤面に入射される模擬地震波を作成する。これにより、工学的基盤面に入射される模擬地震波の作成に信頼性の低い歴史地震または活断層のパラメータを使う必要をなくして、コンピュータが作成する模擬地震波の信頼性を向上させることができる。
Furthermore, the fifth invention is a simulated seismic wave creating program for causing a computer to create a simulated seismic wave incident from the engineering base plane toward the ground surface in the target area. In this simulated seismic wave creation program, the observation data of ground vibration on the ground surface of the target area exists between the observation data input step input to the computer and the ground surface of the target area to the engineering base plane of the target area. The analysis parameter preparation step, in which the ground characteristics of the surface ground in the target area are input to the computer as analysis parameters, and the maximum amplitude of the simulated seismic wave, which is a single value independent of the vibration frequency in the simulated seismic wave An amplitude setting step that is set and input to the computer, an analysis data preparation step in which the computer creates and prepares analysis data from the observation data, and the computer determines the location of the target area based on the analysis parameters. In order to cause the earthquake motion indicated in the data for analysis above on the surface, The incident seismic wave to be incident on the engineering base surface, and inversion step of calculating the analysis using the inversion (Inversion), computer is the value determined in one independent from the vibration frequency in the incident seismic waves An incident seismic wave amplitude deriving step for deriving the maximum amplitude of the incident seismic wave, an amplitude multiplying step for calculating the quotient obtained by dividing the maximum amplitude of the simulated seismic wave by the maximum amplitude of the incident seismic wave, and a computer for calculating the incident seismic wave An amplitude adjustment step for calculating an amplitude-adjusted seismic wave by uniformly applying an amplitude magnification to the amplitude of the incident seismic wave regardless of the vibration frequency of the incident seismic wave, and an output step for the computer to output the amplitude-adjusted seismic wave as a simulated seismic wave This is a simulated seismic wave creation program to be executed.
According to the fifth aspect of the invention, the computer analyzes the analysis data obtained from the vibration of the ground on the ground surface in the target area using the analysis parameter of the highly reliable point characteristic, and the analysis result A simulated seismic wave incident on the engineering base plane in the target area is created by adjusting the amplitude of. As a result, it is possible to improve the reliability of the simulated seismic wave generated by the computer without the need to use a low-reliability historical earthquake or active fault parameter for generating the simulated seismic wave incident on the engineering base plane.

さらに、第6の発明は、コンピュータに、対象地域において工学的基盤面から地表面に向けて入射される模擬地震波を作成させるための模擬地震波作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。このコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、対象地域の地表面における地盤の振動の観測データが、コンピュータに入力される観測データ入力ステップと、対象地域の地表面から対象地域の工学的基盤面までの間に存在する対象地域の表層地盤の地盤特性が、解析パラメータとしてコンピュータに入力されて用意される解析パラメータ用意ステップと、模擬地震波において振動周波数から独立して1つに定まる値である模擬地震波の最大振幅が設定されてコンピュータに入力される振幅設定ステップと、コンピュータが、上記観測データから解析用データを作成して用意する解析用データ用意ステップと、コンピュータが、上記解析パラメータに基づいて、対象地域の地表面において上記解析用データに示された地震動を引き起こすために、対象地域の工学的基盤面に入射されるべき入射地震波を、インバージョン(inversion)を用いた解析により算定するインバージョンステップと、コンピュータが、上記入射地震波において振動周波数から独立して1つに定まる値である入射地震波の最大振幅を導出する入射地震波振幅導出ステップと、コンピュータが、模擬地震波の最大振幅を入射地震波の最大振幅で割った商を振幅倍率として算定する振幅倍率算定ステップと、コンピュータが、入射地震波の振幅に振幅倍率を上記入射地震波の振動周波数によらずに一律にかけることで振幅調整地震波を算定する振幅調整ステップと、コンピュータが、振幅調整地震波を模擬地震波として出力する出力ステップと、をコンピュータに実行させるための模擬地震波作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
この第6の発明によれば、コンピュータ読み取り可能な記録媒体から模擬地震波作成プログラムを読み取ったコンピュータは、対象地域の地表面における地盤の振動から求めた解析用データに対して、信頼性の高い地点特性の解析パラメータを用いた解析を行い、この解析結果の振幅を調整することで対象地域の工学的基盤面に入射される模擬地震波を作成する。これにより、工学的基盤面に入射される模擬地震波の作成に信頼性の低い歴史地震または活断層のパラメータを使う必要をなくして、コンピュータが作成する模擬地震波の信頼性を向上させることができる。
Furthermore, the sixth invention is a computer-readable recording medium that records a simulated seismic wave creating program for causing a computer to create a simulated seismic wave incident from the engineering base plane toward the ground surface in the target area. This computer-readable recording medium is composed of an observation data input step in which ground vibration observation data on the ground surface of the target area is input to the computer and the ground surface of the target area to the engineering foundation surface of the target area. Analysis parameter preparation step in which the ground characteristics of the surface layer ground in the target area existing in is input to the computer as analysis parameters, and the maximum of the simulated seismic wave that is a value determined independently from the vibration frequency in the simulated seismic wave Amplitude setting step in which amplitude is set and input to the computer, analysis data preparation step in which the computer creates and prepares analysis data from the observation data, and the computer determines the target area based on the analysis parameters To cause the ground motion indicated in the data for analysis above The incident seismic wave to be incident on the engineering base surface of the target area, and inversion step of calculating the analysis using the inversion (Inversion), computer, determined in one independent from the vibration frequency in the incident seismic waves An incident seismic wave amplitude deriving step for deriving the maximum amplitude of the incident seismic wave which is a value, an amplitude multiplying step for calculating the quotient by dividing the maximum amplitude of the simulated seismic wave by the maximum amplitude of the incident seismic wave, and a computer An amplitude adjustment step for calculating an amplitude-adjusted seismic wave by uniformly multiplying the amplitude of the incident seismic wave by the amplitude magnification without depending on the vibration frequency of the incident seismic wave; and an output step for the computer to output the amplitude-adjusted seismic wave as a simulated seismic wave , Recorded a simulated seismic wave creation program to run on a computer Computer is readable recording medium.
According to the sixth aspect of the invention, the computer that has read the simulated seismic wave generation program from the computer-readable recording medium has a high reliability with respect to the analysis data obtained from the vibration of the ground on the ground surface of the target area. Analyze using the characteristic analysis parameters, and adjust the amplitude of the analysis result to create a simulated seismic wave incident on the engineering base in the target area. As a result, it is possible to improve the reliability of the simulated seismic wave generated by the computer without the need to use a low-reliability historical earthquake or active fault parameter for generating the simulated seismic wave incident on the engineering base plane.

本発明の第1の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method of producing the simulation seismic wave which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1のサブルーチン1を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine 1 of FIG. 図2の続きを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a continuation of FIG. Hi-net仙台観測点の位置と、Hi-net仙台観測点の周辺において発生した地震の震源分布と、を示す地図である。This is a map showing the location of the Hi-net Sendai station and the distribution of the epicenter of the earthquake that occurred around the Hi-net Sendai station. 図4においてw1で示す地震の、Hi-net仙台観測点におけるスペクトル分布である。It is a spectrum distribution in Hi-net Sendai observation point of the earthquake shown by w1 in FIG. 図4においてw1で示す地震の、Hi-net仙台観測点の真上の地表面におけるスペクトル分布である。It is a spectrum distribution on the ground surface just above the Hi-net Sendai observation point of the earthquake indicated by w1 in FIG. 図4においてw2で示す地震の、Hi-net仙台観測点におけるスペクトル分布である。This is the spectrum distribution at the Hi-net Sendai observation point of the earthquake indicated by w2 in FIG. 図4においてw2で示す地震の、Hi-net仙台観測点の真上の地表面におけるスペクトル分布である。It is the spectrum distribution on the ground surface just above the Hi-net Sendai observation point of the earthquake indicated by w2 in FIG. 図4においてw3で示す地震の、Hi-net仙台観測点におけるスペクトル分布である。It is a spectrum distribution at Hi-net Sendai observation point of the earthquake indicated by w3 in FIG. 図4においてw3で示す地震の、Hi-net仙台観測点の真上の地表面におけるスペクトル分布である。Fig. 4 shows the spectral distribution of the earthquake indicated by w3 in Fig. 4 on the ground surface directly above the Hi-net Sendai station. 図4においてw4で示す地震の、Hi-net仙台観測点におけるスペクトル分布である。It is a spectrum distribution at Hi-net Sendai observation point of the earthquake indicated by w4 in FIG. 図4においてw4で示す地震の、Hi-net仙台観測点の真上の地表面におけるスペクトル分布である。Fig. 4 shows the spectral distribution of the earthquake indicated by w4 in Fig. 4 on the ground surface directly above the Hi-net Sendai observation point. 図4においてw5で示す地震の、Hi-net仙台観測点におけるスペクトル分布である。It is the spectrum distribution at the Hi-net Sendai observation point of the earthquake indicated by w5 in FIG. 図4においてw5で示す地震の、Hi-net仙台観測点の真上の地表面におけるスペクトル分布である。It is a spectrum distribution on the ground surface just above the Hi-net Sendai observation point of the earthquake indicated by w5 in FIG. 図4においてw6で示す地震の、Hi-net仙台観測点におけるスペクトル分布である。It is a spectrum distribution at Hi-net Sendai observation point of the earthquake indicated by w6 in FIG. 図4においてw6で示す地震の、Hi-net仙台観測点の真上の地表面におけるスペクトル分布である。Fig. 4 shows the spectral distribution of the earthquake indicated by w6 in Fig. 4 on the ground surface directly above the Hi-net Sendai observation point. 図4においてw7で示す地震の、Hi-net仙台観測点におけるスペクトル分布である。It is a spectrum distribution at Hi-net Sendai observation point of the earthquake indicated by w7 in FIG. 図4においてw7で示す地震の、Hi-net仙台観測点の真上の地表面におけるスペクトル分布である。It is a spectrum distribution on the ground surface just above the Hi-net Sendai observation point of the earthquake indicated by w7 in FIG. 図4においてw8で示す地震の、Hi-net仙台観測点におけるスペクトル分布である。It is a spectrum distribution at Hi-net Sendai observation point of the earthquake indicated by w8 in FIG. 図4においてw8で示す地震の、Hi-net仙台観測点の真上の地表面におけるスペクトル分布である。Fig. 4 shows the spectral distribution of the earthquake indicated by w8 in Fig. 4 on the ground surface directly above the Hi-net Sendai observation point. 図4においてw9で示す地震の、Hi-net仙台観測点におけるスペクトル分布である。It is a spectrum distribution in Hi-net Sendai observation point of the earthquake shown by w9 in FIG. 図4においてw9で示す地震の、Hi-net仙台観測点の真上の地表面におけるスペクトル分布である。Fig. 4 shows the spectrum distribution of the earthquake indicated by w9 in Fig. 4 on the ground surface directly above the Hi-net Sendai observation point. 図4においてw10で示す地震の、Hi-net仙台観測点におけるスペクトル分布である。It is a spectrum distribution in Hi-net Sendai observation point of the earthquake shown by w10 in FIG. 図4においてw10で示す地震の、Hi-net仙台観測点の真上の地表面におけるスペクトル分布である。Fig. 4 shows the spectral distribution of the earthquake indicated by w10 in Fig. 4 on the ground surface directly above the Hi-net Sendai observation point. 図4においてw11で示す地震の、Hi-net仙台観測点におけるスペクトル分布である。It is a spectrum distribution in Hi-net Sendai observation point of the earthquake shown as w11 in FIG. 図4においてw11で示す地震の、Hi-net仙台観測点の真上の地表面におけるスペクトル分布である。FIG. 4 is a spectrum distribution of the earthquake indicated by w11 in FIG. 4 on the ground surface directly above the Hi-net Sendai observation point. 本発明の第2の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method of creating the simulation seismic wave which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method of producing the simulation seismic wave which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図28のサブルーチン2を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine 2 of FIG. 常時微動の非定常スペクトルの一部を表した3次元グラフである。It is a three-dimensional graph showing a part of unsteady spectrum of microtremor. 観測点X周辺のせん断波速度構造である。This is the shear wave velocity structure around the observation point X. 観測点Xの真上の地表面で観測された常時微動の応答速度波形である。It is a response speed waveform of microtremors observed on the ground surface directly above observation point X. 観測点Xにおいて観測された地中の常時微動の応答速度波形である。It is a response speed waveform of microtremor in the ground observed at the observation point X. 図31のせん断波速度構造から理論的に導出される観測点X周辺の振動特性である。32 is a vibration characteristic around observation point X theoretically derived from the shear wave velocity structure of FIG. 観測点Xの真上の地表面に到達する常時微動の実体波成分の応答速度波形である。This is a response speed waveform of a body wave component of microtremor that reaches the ground surface directly above the observation point X. 観測点Xの真上の地表面に到達する常時微動の表面波成分の応答速度波形である。It is a response speed waveform of a surface wave component of microtremor that reaches the ground surface directly above the observation point X. 図29のサブルーチン3を示すフローチャートである。FIG. 30 is a flowchart showing a subroutine 3 of FIG. 29. FIG. 図37のサブルーチン4を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine 4 of FIG. 図29のサブルーチン5を示すフローチャートである。FIG. 30 is a flowchart showing a subroutine 5 of FIG. 29. FIG. 図39の続きを示すフローチャートである。FIG. 40 is a flowchart showing a continuation of FIG. 39. FIG. 図39のサブルーチン6を示すフローチャートである。FIG. 40 is a flowchart showing a subroutine 6 of FIG. 39. FIG. 図41の続きを示すフローチャートである。42 is a flowchart showing a continuation of FIG. 図40のサブルーチン7を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine 7 of FIG. 図43の続きを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the continuation of FIG. 図44のサブルーチン8を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine 8 of FIG. 解析候補スペクトルのスペクトル密度において、その極大値の頻度分布および第1の移動平均を表したグラフである。It is a graph showing the frequency distribution of the maximum value and the first moving average in the spectral density of the analysis candidate spectrum. 解析候補スペクトルのスペクトル密度において、その極小値の頻度分布および第2の移動平均を表したグラフである。It is a graph showing the frequency distribution of the minimum value and the second moving average in the spectral density of the analysis candidate spectrum. モーメントマグニチュード7の地震に対する距離減衰式を表したグラフである。It is the graph showing the distance attenuation | damping formula with respect to the earthquake of the moment magnitude 7. モーメントマグニチュード6の地震に対する距離減衰式を表したグラフである。It is the graph showing the distance attenuation | damping formula with respect to the earthquake of the moment magnitude 6. 神奈川県西部地震の、KIK-net八王子観測点の地表側の地震計における南北方向の速度波形データから求めたスペクトル分布である。This is the spectral distribution obtained from the velocity waveform data in the north-south direction in the seismometer on the surface side of the KIK-net Hachioji observation station in the western Kanagawa earthquake. 図5のスペクトル分布に対して、長周期成分を増幅させたスペクトル分布である。Relative spectral distribution of FIG. 5 0, a spectral distribution obtained by amplifying the long-period components. 東北地方太平洋沖地震の、KIK-net八王子観測点の地中側の地震計における南北方向の速度波形データから求めたスペクトル分布である。This is the spectral distribution obtained from the velocity waveform data in the north-south direction of the seismometer at the underground side of the KIK-net Hachioji observation station for the Tohoku Earthquake. 宮城県沖地震の、KIK-net八王子観測点の地表側の地震計における南北方向の速度波形データから求めたスペクトル分布である。This is the spectral distribution obtained from the velocity waveform data in the north-south direction in the seismometer on the surface side of the KIK-net Hachioji observation station in the Miyagi-oki earthquake. KIK-net八王子観測点の位置と、KIK-net八王子観測点で観測された地震の震源分布と、を示す地図である。This is a map showing the location of the KIK-net Hachioji station and the epicenter distribution of earthquakes observed at the KIK-net Hachioji station. 図51のスペクトル分布に対応する地震動から求めた入射地震波における、南北方向の速度波形のスペクトル分布である。It is the spectrum distribution of the velocity waveform of the north-south direction in the incident seismic wave calculated | required from the earthquake motion corresponding to the spectrum distribution of FIG. 図53のスペクトル分布に対応する地震動から求めた入射地震波における、南北方向の速度波形のスペクトル分布である。It is the spectrum distribution of the velocity waveform of the north-south direction in the incident seismic wave calculated | required from the earthquake motion corresponding to the spectrum distribution of FIG.

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。なお、以下においては、入力または算定されたデータに含まれるエラーを検出してエラーメッセージを出力するエラー検出ステップなどの付随的なステップについては、その詳細な説明を省略する。
〈第1の実施形態〉
始めに、第1の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法について、図1および図2のフローチャートを用いて説明する。この模擬地震波を作成する方法は、模擬地震波を作成する技術者(以下、単に「技術者」とも称する。)が、模擬地震波作成プログラムと既知のデータベースのデータとを用いて、コンピュータ(本実施形態ではパソコン)に、対象地域において工学的基盤面から地表面に向けて入射される模擬地震波を作成させることで、模擬地震波を作成する方法である。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated using drawing. Note that in the following, detailed description of ancillary steps such as an error detection step of detecting an error contained in input or calculated data and outputting an error message will be omitted.
<First Embodiment>
First, a method for creating a simulated seismic wave according to the first embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 1 and 2. In this method of creating a simulated seismic wave, an engineer who creates a simulated seismic wave (hereinafter also simply referred to as “engineer”) uses a simulated earthquake wave creating program and data in a known database to create a computer (this embodiment). This is a method of creating a simulated seismic wave by letting a personal computer) create a simulated seismic wave that is incident from the engineering base to the ground surface in the target area.

上記模擬地震波作成プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体(本実施形態ではCD−ROM)に記録されており、コンピュータに読み取られて実行されることで、このコンピュータを模擬地震波の作成手段として機能させることができるようになっている。上記既知のデータベースは、複数の観測点の位置情報と、この各観測点の下に位置する地盤における地震波速度構造などの地盤データと、各観測点で観測された複数の地震の地震波到達時刻および加速度波形と、これらの地震の地震データ(例えば、地震のモーメントマグニチュードおよびメカニズム解ならびに震源の位置)を含み、その各データが前もって上記コンピュータに入力されている(図1のステップS1を参照)。
なお、本実施形態では、上記データベースとして、防災科学技術研究所のK-NETによって観測された地震動のうち、地震動の最大加速度が0.3[m/s]以下である弱小地震動に対応したデータのみを抽出したデータベースを使用する。この弱小地震動は、本発明における「地盤の振動」に相当する。弱小地震動はより強い地震動と比べて地震動の発生頻度が高いので、同じ量のデータを得るために必要な地震動の観測期間を短縮させることができる。
The simulated earthquake wave creation program is recorded on a computer-readable recording medium (CD-ROM in the present embodiment), and is read by the computer and executed, thereby causing the computer to function as a simulated earthquake wave creation means. Be able to. The known database includes the position information of a plurality of observation points, the ground data such as the seismic velocity structure in the ground located below each observation point, the arrival times of earthquake waves of a plurality of earthquakes observed at each observation point, and The acceleration waveform and the earthquake data of these earthquakes (for example, the moment magnitude and mechanism solution of the earthquake and the position of the epicenter) are input to the computer in advance (see step S1 in FIG. 1).
In the present embodiment, the database corresponds to a weak ground motion whose maximum acceleration is 0.3 [m / s 2 ] or less among the ground motions observed by K-NET of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention. Use a database from which only data is extracted. This weak ground motion corresponds to “ground vibration” in the present invention. Since weak ground motions have a higher frequency of ground motions than stronger ground motions, the ground motion observation period required to obtain the same amount of data can be shortened.

技術者が、上記模擬地震波作成プログラムを使用して模擬地震波を作成する場合、技術者は、まず作成する模擬地震波の最大振幅をコンピュータに入力し(ステップS2)、上記模擬地震波を発生させる地震の地震データを設定する。ここで、上記ステップS2は、本発明における「振幅設定ステップ」に相当する。ついで、技術者は、対象地域の位置および範囲ならびに地震データ抽出期間をそれぞれコンピュータに入力する(ステップS3)。
上記ステップS2およびステップS3に対して、模擬地震波作成プログラムを実行しているコンピュータ(以下、単に「コンピュータ」とも称する。)は、入力された地震データ抽出期間において弱小地震動が観測された観測点のうち、対象地域に最も近い観測点を最寄地点として抽出する(ステップS4)。ここで、対象地域の範囲内に観測点が複数存在する場合など、コンピュータが最寄地点を自動的に抽出することができない場合、コンピュータは、その旨を技術者に伝えるメッセージを出力し、技術者に最寄地点として抽出されるべき観測点を選択させる。
When the engineer creates a simulated seismic wave using the simulated earthquake wave creation program, the engineer first inputs the maximum amplitude of the simulated earthquake wave to be created into the computer (step S2), and the earthquake that generates the simulated seismic wave. Set earthquake data. Here, step S2 corresponds to the “amplitude setting step” in the present invention. Next, the engineer inputs the position and range of the target area and the earthquake data extraction period to the computer (step S3).
In contrast to the above steps S2 and S3, a computer executing a simulated seismic wave generation program (hereinafter also simply referred to as “computer”) is an observation point where weak ground motion is observed during the input earthquake data extraction period. Among them, the observation point closest to the target area is extracted as the nearest point (step S4). Here, if the computer cannot automatically extract the nearest point, such as when there are multiple observation points within the target area, the computer outputs a message telling the technician to that effect. Allows a person to select an observation point to be extracted as the nearest point.

上記ステップS4を実行したコンピュータは、上述したデータベースから最寄地点の地震データ抽出期間における弱小地震動のデータを抽出し(ステップS5)、最寄地点の地盤データを対象地域の解析パラメータとして取得して用意する(ステップS6)。このステップS6は、本発明における「解析パラメータ用意ステップ」に相当する。
続いて、コンピュータは、上記ステップS5で抽出された弱小地震動のデータが複数存在するか否かを判定する(ステップS7)。このステップS7の判定結果が「いいえ」である(すなわち、ステップS5で弱小地震動のデータが1つだけ抽出された)場合、コンピュータは、ステップS5で抽出された弱小地震動のデータを対象地域の解析用データとして用意し(ステップS8)、この弱小地震動の地震データを上述したデータベースから抽出して用意する。ここで、上記ステップS8は、本発明における「解析用データ用意ステップ」に相当する。
The computer that has executed step S4 extracts weak ground motion data during the earthquake data extraction period of the nearest point from the database described above (step S5), and acquires the ground data of the nearest point as an analysis parameter of the target area. Prepare (step S6). This step S6 corresponds to the “analysis parameter preparation step” in the present invention.
Subsequently, the computer determines whether or not there are a plurality of weak earthquake motion data extracted in step S5 (step S7). If the determination result in step S7 is “No” (that is, only one weak ground motion data is extracted in step S5), the computer analyzes the weak ground motion data extracted in step S5 in the target area. Prepared as data for use (step S8), and prepared by extracting the earthquake data of the weak ground motion from the above-mentioned database. Here, step S8 corresponds to the “analysis data preparation step” in the present invention.

一方、ステップS7の判定結果が「はい」である(すなわち、ステップS5で弱小地震動のデータが複数抽出された)場合、コンピュータは、ステップS5で抽出された複数の弱小地震動のうち、各弱小地震動の特性が最もよく反映された弱小地震動を1つ抽出する。
具体的には、コンピュータは、まずステップS5で抽出された複数の弱小地震動に対してフーリエ振幅スペクトルをそれぞれ算定する(ステップS9)。ついで、コンピュータは、ステップS9で算定された各フーリエ振幅スペクトルをスタッキングして、代表フーリエ振幅スペクトルを算定する(ステップS10)。さらに、コンピュータは、ステップS9で算定された各フーリエ振幅スペクトルと、代表フーリエ振幅スペクトルとの遅れ量が0である場合の、各フーリエ振幅スペクトルと代表フーリエ振幅スペクトルとの相互相関関数の値をそれぞれ算定して求める(ステップS11)。そして、コンピュータは、ステップS11で求められた相互相関関数の値が最も大きい弱小地震動を1つ抽出する(ステップS12)。
On the other hand, when the determination result in step S7 is “Yes” (that is, a plurality of weak ground motion data is extracted in step S5), the computer selects each weak ground motion among the plurality of weak ground motions extracted in step S5. One weak ground motion that best reflects the characteristics of is extracted.
Specifically, the computer first calculates a Fourier amplitude spectrum for each of the plurality of weak ground motions extracted in step S5 (step S9). Next, the computer stacks each Fourier amplitude spectrum calculated in step S9 to calculate a representative Fourier amplitude spectrum (step S10). Further, the computer calculates the value of the cross-correlation function between each Fourier amplitude spectrum and the representative Fourier amplitude spectrum when the delay amount between each Fourier amplitude spectrum calculated in step S9 and the representative Fourier amplitude spectrum is zero. Calculate and obtain (step S11). Then, the computer extracts one weak ground motion with the largest cross-correlation function value obtained in step S11 (step S12).

なお、上記ステップS9ないしステップS12により抽出された弱小地震動は、上述したステップS8によって解析用データとして用意され、この弱小地震動の地震データが上述したデータベースから抽出されて用意される。
そして、上記ステップS8によって解析用データを用意したコンピュータは、この解析用データとステップS6で用意された解析パラメータとを用いて、模擬地震波を算定して出力する(ステップS13)。
The weak ground motion extracted in steps S9 to S12 is prepared as analysis data in step S8 described above, and the earthquake data of this weak ground motion is extracted from the database described above and prepared.
Then, the computer that has prepared the analysis data in step S8 calculates and outputs a simulated seismic wave using the analysis data and the analysis parameter prepared in step S6 (step S13).

上記ステップS13の詳細について、図3のフローチャートと図48および図49のグラフとを用いて説明する。ステップS13を実行したコンピュータは、まず上述した模擬地震波の最大振幅と、対象地域の解析パラメータと、対象地域の解析用データと、を取得する(ステップS14)。
続いて、コンピュータは、上記ステップS14で取得した解析パラメータに基づいて、対象地域の地表面において解析用データに示された地震動を引き起こすために、対象地域の工学的基盤面に入射されるべき入射地震波を、インバージョン(inversion)により算定して求める(ステップS15)。このステップS15は、本発明における「インバージョンステップ」に相当する。
Details of step S13 will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 and the graphs of FIGS. The computer that has executed step S13 first acquires the maximum amplitude of the simulated seismic wave, the analysis parameter of the target area, and the analysis data of the target area (step S14).
Subsequently, based on the analysis parameter acquired in step S14, the computer is incident to be incident on the engineering base plane of the target area in order to cause the earthquake motion indicated in the analysis data on the ground surface of the target area. The seismic wave is calculated and obtained by inversion (step S15). This step S15 corresponds to an “inversion step” in the present invention.

なお、本実施形態では、上記ステップS15において、対象地域の工学的基盤面と地表面との間の表層地盤を1次元成層構造モデルとみなして、重複反射理論に基づいたインバージョンを実行する。この重複反射理論に基づいたインバージョンは、対象の地盤を線形弾性体とみなすことを前提とした公知のインバージョン手法であり、インバージョンの結果を線形解析により簡単に算定できるというメリットを有している。
ところで、ステップS13においては、最大加速度が0.3[m/s]以下である弱小地震動に対応したデータのみを扱う。このため、上記弱小地震動においては、対象地域の表層地盤を線形弾性体とみなすことができる。これにより、入射地震波を簡単に精度よく算定して、作成される模擬地震波の信頼性を向上させることができる。
In the present embodiment, in step S15, the surface ground between the engineering foundation surface and the ground surface in the target area is regarded as a one-dimensional stratified structure model, and inversion based on the double reflection theory is executed. Inversion based on this double reflection theory is a known inversion method that assumes that the target ground is regarded as a linear elastic body, and has the advantage that the inversion result can be easily calculated by linear analysis. ing.
By the way, in step S13, only the data corresponding to the small and small earthquake motion whose maximum acceleration is 0.3 [m / s 2 ] or less is handled. For this reason, in the above-mentioned weak ground motion, the surface layer ground in the target area can be regarded as a linear elastic body. Thereby, the incident seismic wave can be calculated easily and accurately, and the reliability of the created simulated seismic wave can be improved.

上述したステップS15を実行したコンピュータは、このステップS15で求めた入射地震波の最大振幅を算定して求める(ステップS16)。続いて、コンピュータは、上述したステップS14で取得した模擬地震波の最大振幅を上記ステップS16で算定した入射地震波の最大振幅で割った商を、振幅倍率として算定する(ステップS17)。そして、コンピュータは、上記ステップS17で算定した振幅倍率を、上記ステップS15で求めた入射地震波の振幅に一律にかけることで振幅調整地震波を算定する(ステップS18)。
ここで、上記ステップS16は本発明における「入射地震波振幅導出ステップ」に、上記ステップS17は本発明における「振幅倍率算定ステップ」に、上記ステップS18は本発明における「振幅調整ステップ」に、それぞれ相当する。
The computer that executed Step S15 described above calculates and obtains the maximum amplitude of the incident seismic wave obtained in Step S15 (Step S16). Subsequently, the computer calculates a quotient obtained by dividing the maximum amplitude of the simulated seismic wave acquired in step S14 described above by the maximum amplitude of the incident seismic wave calculated in step S16 as an amplitude magnification (step S17). Then, the computer calculates the amplitude-adjusted seismic wave by uniformly applying the amplitude magnification calculated in step S17 to the amplitude of the incident seismic wave obtained in step S15 (step S18).
The step S16 corresponds to the “incident seismic wave amplitude derivation step” in the present invention, the step S17 corresponds to the “amplitude magnification calculation step” in the present invention, and the step S18 corresponds to the “amplitude adjustment step” in the present invention. To do.

上記ステップS18により振幅調整地震波を算定したコンピュータは、算定された振幅調整地震波のスペクトル分布を対象地域の解析パラメータとともに出力して、模擬地震波の作成において表層地盤の非線形応答が無視できるか否かを技術者に判定させる(ステップS19)。このステップS19の判定結果が「はい」である(すなわち、表層地盤の非線形応答が無視できる)場合、コンピュータは、上記振幅調整地震波をそのまま作成された模擬地震波として出力する(ステップS20)。このステップS20は、本発明における「出力ステップ」に相当する。
一方、ステップS19の判定結果が「いいえ」である(すなわち、表層地盤の非線形応答が無視できない)場合、コンピュータは、ステップS18で算定された振幅調整地震波を補正し(ステップS21)、補正された振幅調整地震波を作成された模擬地震波として出力する(ステップS20)。
The computer that has calculated the amplitude-adjusted seismic wave in step S18 outputs the calculated spectrum distribution of the amplitude-adjusted seismic wave together with the analysis parameters of the target area, and determines whether or not the nonlinear response of the surface ground can be ignored in creating the simulated seismic wave. The engineer is determined (step S19). If the determination result in step S19 is “Yes” (that is, the nonlinear response of the surface ground can be ignored), the computer outputs the amplitude-adjusted seismic wave as a simulated earthquake wave created as it is (step S20). This step S20 corresponds to an “output step” in the present invention.
On the other hand, if the determination result in step S19 is “No” (that is, the nonlinear response of the surface ground cannot be ignored), the computer corrects the amplitude-adjusted seismic wave calculated in step S18 (step S21) and corrects it. The amplitude adjusted seismic wave is output as the created simulated seismic wave (step S20).

上記ステップS21において、コンピュータは、震央距離と、地震波のフーリエ振幅スペクトルの長周期成分におけるスペクトル密度の最大値と、の間に成立する距離減衰式が成立するように、振幅調整地震波の長周期成分の振幅を調整する補正を行う。
ここで、長周期成分は、振動周波数が所定値(本実施形態では0.5[Hz])以下であるという基準により抽出される。震央距離は、震源と対象地域との相対位置から求められる。距離減衰式は、地震観測網(本実施形態では防災科学技術研究所のKIK-net)により観測された地震のデータベースに基づいて、地震の種別およびモーメントマグニチュードごとに前もって設定されてコンピュータに入力されている(例えば、図48および図49に示す、プレート内地震の距離減衰式10およびプレート間地震の距離減衰式11を参照)。地震の種別は、地震のメカニズム解および震源の位置によって、プレート内地震かプレート間地震かの種別として判別される。
In step S21, the computer calculates the long-period component of the amplitude-adjusted seismic wave so that a distance attenuation formula is established between the epicenter distance and the maximum value of the spectral density in the long-period component of the Fourier amplitude spectrum of the seismic wave. Correction to adjust the amplitude of the.
Here, the long period component is extracted on the basis that the vibration frequency is a predetermined value (0.5 [Hz] in the present embodiment) or less. The epicenter distance is obtained from the relative position between the epicenter and the target area. The distance attenuation formula is set in advance for each earthquake type and moment magnitude based on the earthquake database observed by the earthquake observation network (in this embodiment, KIK-net of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention). (See, for example, distance attenuation formula 10 for intraplate earthquakes and distance attenuation formula 11 for interplate earthquakes shown in FIGS. 48 and 49). The type of earthquake is determined as an intraplate earthquake or an interplate earthquake depending on the mechanism solution of the earthquake and the location of the epicenter.

なお、上記ステップS21において、補正された振幅調整地震波の最大振幅が作成する模擬地震波の最大振幅と一致しなくなった場合、コンピュータは、上述したステップS17およびステップS18において入射地震波に対して行った処理と同様の処理を振幅調整地震波に対して行い、振幅調整地震波の最大振幅を作成する模擬地震波の最大振幅に一致させる。
上述した補正により、コンピュータは、作成される模擬地震波の信頼性を向上させることができる。ここで、補正が地震波の長周期成分に対して行われることで、表層地盤の非線形応答による、地震波の波形の卓越周期を長くさせる影響を、より正確に反映させることができる。
When the maximum amplitude of the corrected amplitude-adjusted seismic wave does not coincide with the maximum amplitude of the simulated seismic wave created in step S21, the computer performs the processing performed on the incident seismic wave in steps S17 and S18 described above. The same process is performed on the amplitude-adjusted seismic wave, and the maximum amplitude of the amplitude-adjusted seismic wave is made to coincide with the maximum amplitude of the simulated seismic wave.
With the above-described correction, the computer can improve the reliability of the generated simulated seismic wave. Here, since the correction is performed on the long-period component of the seismic wave, it is possible to more accurately reflect the effect of extending the dominant period of the seismic wave waveform due to the nonlinear response of the surface layer ground.

上述した各ステップによれば、コンピュータ読み取り可能な記録媒体から模擬地震波作成プログラムを読み取ったコンピュータは、対象地域の地表面における地盤の振動から求めた解析用データに対して、地点特性(対象地域の工学的基盤面から地表面までの間の表層地盤の地盤特性)の解析パラメータを用いた解析を行い、この解析結果の振幅を調整することで対象地域の工学的基盤面に入射される模擬地震波を作成する。このため、工学的基盤面に入射される模擬地震波の作成において、歴史地震または活断層の震源特性(震源断層における地震波の解放の特性)および伝播経路特性(震源から対象地域の工学的基盤面まで地震波が伝播する経路の特性)を考える必要がなくなる。これは、地点特性が地表面における地震動に与える影響が、震源特性および伝播経路特性が地震動に与える影響を無視できるほど大きいという知見を前提としている。
また、上記表層地盤は地表面に近くボーリング調査などの地盤データ調査を行いやすい。このため、上記地点特性は歴史地震または活断層の震源特性および伝播経路特性と比べて高い信頼性で求めることができる。これにより、コンピュータが作成する模擬地震波の信頼性を向上させることができる。
According to each step described above, the computer that has read the simulated seismic wave generation program from the computer-readable recording medium uses the point characteristics (of the target area) for the analysis data obtained from the ground vibration on the ground surface of the target area. Analyzes using the analysis parameters of the ground characteristics of the surface layer between the engineering foundation surface and the ground surface) and adjusting the amplitude of the analysis results to simulate simulated earthquake waves incident on the engineering foundation surface in the target area Create For this reason, in the creation of simulated seismic waves incident on the engineering foundation surface, the source characteristics of historical earthquakes or active faults (the characteristics of seismic wave release at the source fault) and propagation path characteristics (from the source to the engineering foundation surface of the target area) There is no need to consider the characteristics of the path of propagation of seismic waves. This presupposes the knowledge that the influence of the site characteristics on the ground motion on the ground surface is so large that the effects of the source characteristics and propagation path characteristics on the ground motion can be ignored.
In addition, the surface ground is close to the ground surface and it is easy to conduct ground data surveys such as drilling surveys. For this reason, the said point characteristic can be calculated | required with high reliability compared with the hypocenter characteristic and propagation path characteristic of a historical earthquake or an active fault. Thereby, the reliability of the simulated seismic wave created by the computer can be improved.

さて、地点特性が地表面における地震動に与える影響が、震源特性および伝播経路特性が地震動に与える影響を無視できるほど大きいという知見は、本発明者が実測データを解析することにより新しく発見した知見である。以下、本発明者が上記知見を発見する元になった解析について、図4ないし図26を用いて説明する。
なお、以下ではHi-net仙台観測点(図4に示すHi-net仙台観測点Vを参照)での観測データを用いるが、このHi-net仙台観測点の地震計は、ボーリングによる地盤調査の跡に形成される穴に入れられることで、地下1200[m]の深度に設置されている。このため、Hi-net仙台観測点の地震計で観測される地震動には、Hi-net仙台観測点の周辺地域において工学的基盤面から地表面に向けて入射される地震波がそのまま反映されているとみなすことができる。
The knowledge that the influence of the site characteristics on the ground motion on the ground surface is so great that the effects of the source characteristics and propagation path characteristics on the ground motion can be ignored is a knowledge newly discovered by the present inventor by analyzing the measured data. is there. In the following, the analysis on which the inventor has discovered the above findings will be described with reference to FIGS.
In the following, observation data at Hi-net Sendai station (see Hi-net Sendai station V shown in Fig. 4) is used. The seismometer at this Hi-net Sendai station is used for ground surveys by boring. By being put in a hole formed in the trace, it is installed at a depth of 1200 [m] underground. For this reason, the seismic waves observed by the seismometers at the Hi-net Sendai Station reflect the seismic waves incident from the engineering base to the ground surface in the area surrounding the Hi-net Sendai Station. Can be considered.

本発明者は、宮城県周辺で発生した11の地震(図4参照)に対して、Hi-net仙台観測点と、Hi-net仙台観測点の真上の地表面と、でそれぞれ観測された地震の観測データを対応させた解析を行った。具体的には、上記11の地震に対して、観測データとして観測された地震動のフーリエ振幅スペクトルのスペクトル分布を比較する解析を行った(図5ないし図26参照)。
ここで、解析対象となった各地震のパラメータを表1に示す。
The present inventor observed 11 earthquakes (see Fig. 4) around Miyagi Prefecture at the Hi-net Sendai station and the ground surface directly above the Hi-net Sendai station. We analyzed the data corresponding to the earthquake observation data. Specifically, an analysis was performed to compare the spectrum distribution of the Fourier amplitude spectrum of the ground motion observed as observation data for the above 11 earthquakes (see FIGS. 5 to 26).
Here, Table 1 shows the parameters of each earthquake to be analyzed.

Figure 0005638571

なお、「震源位置」は、地震の震源が図4に示した各震源w1、w2、・・・、w11のうちどれであるかを示す符号である。この各震源w1、w2、・・・、w11は、防災科学技術研究所のHi-netのデータベースから検索したものであり、w1ないしw5はプレート内地震の、w6ないしw11はプレート間地震の震源である。「地震発生年月日」は、地震が発生した年月日を気象庁の地震のデータベースから検索したものである。「震源深さ」は、地震の震源の深さをHi-netのデータベースから検索したものである。「Mj」は、地震の気象庁マグニチュードを気象庁の地震のデータベースから検索したものである。「地表面応答加速度」は、Hi-net仙台観測点の真上の地表面で観測された地震動の水平動成分に対して、応答加速度波形の最大振幅を抽出したものである。上記各データベースの検索は、2012年1月に行った。
Figure 0005638571

The “seismic source position” is a code indicating which of the seismic sources w1, w2,..., W11 shown in FIG. These epicenters w1, w2,..., W11 are retrieved from the Hi-net database of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention. It is. “Earthquake date” is a search for the date of earthquake occurrence from the earthquake database of the Japan Meteorological Agency. “Source depth” is a search of the depth of the earthquake from the Hi-net database. “Mj” is obtained by searching the Meteorological Agency magnitude of the earthquake from the earthquake database of the Meteorological Agency. “Surface response acceleration” is the maximum amplitude of the response acceleration waveform extracted from the horizontal motion component of the ground motion observed on the ground surface directly above the Hi-net Sendai station. The above database was searched in January 2012.

さて、図5ないし図26の各グラフを対応させて比較すると、Hi-net仙台観測点の地震計で観測された地震動のスペクトル分布は、スペクトル密度の大きさ(振幅)および卓越振動周波数が地震ごとに大きく異なっていることが分かる。一方、Hi-net仙台観測点の真上の地表面で観測された地震動のスペクトル分布は、スペクトル密度の大きさが異なるものの、卓越振動周波数が地震によらず約0.9[Hz]、約2[Hz]、約6[Hz]とほぼ一致していることが分かる。これは、工学的基盤面から地表面に向けて入射される地震波がどのようなものであっても、地表面に到達する地震波にはよく似た特性が付与されることを意味している。
ここで、工学的基盤面から地表面に向けて入射される地震波は、地震動に与えられる影響のうち、震源特性と伝播経路特性とが反映されたものである。そして、地表面に到達する地震波は、地震動に与えられる影響のうち、地点特性と震源特性と伝播経路特性とが全て反映されたものである。このため、地表面に到達する地震波によって引き起こされる地表面での地震動には、震源特性および伝播経路特性が地震動に与える影響を無視できるほど大きい影響が、地点特性によって与えられている、ということができる。
Now, comparing the graphs of FIGS. 5 to 26 in correspondence, the spectral distribution of the seismic motion observed with the seismometer at the Hi-net Sendai station is that the magnitude (amplitude) of the spectral density and the dominant vibration frequency are earthquakes. It can be seen that they are greatly different. On the other hand, the spectral distribution of the ground motion observed on the ground surface directly above the Hi-net Sendai observation point, although the magnitude of the spectral density is different, the dominant vibration frequency is about 0.9 [Hz] regardless of the earthquake. It can be seen that 2 [Hz] and approximately 6 [Hz] are almost the same. This means that even if any seismic wave is incident on the ground surface from the engineering foundation surface, similar characteristics are given to the seismic wave that reaches the ground surface.
Here, the seismic wave incident from the engineering foundation surface toward the ground surface reflects the seismic source characteristics and propagation path characteristics among the effects on the ground motion. The seismic wave that reaches the ground surface reflects all of the site characteristics, the source characteristics, and the propagation path characteristics among the effects on the ground motion. For this reason, ground motions caused by seismic waves that reach the ground surface have such a large impact that the effects of the source and propagation path properties on the ground motion are negligible. it can.

〈第2の実施形態〉
続いて、第2の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法について、図27のフローチャートを用いて説明する。第2の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法は、第1の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法を変形した実施形態である。したがって、上記第1の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法の各ステップと共通するステップについては、第1の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法の各ステップに付した符号と同一の符号を付して対応させ、その詳細な説明を省略する。
第2の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法は、第1の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法において既知のデータベースのデータを使用することを前提とした模擬地震波作成プログラム(以下、単に「第1の実施形態に係る模擬地震波作成プログラム」とも称する。)の代わりに、技術者が前もって取得した対象地域の弱小地震動(本発明における「地盤の振動」に相当する。)および対象地域の解析パラメータを使用することを前提とした模擬地震波作成プログラム(以下、単に「第2の実施形態に係る模擬地震波作成プログラム」とも称する。)を使用するものである。
<Second Embodiment>
Next, a method for creating a simulated seismic wave according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The method for creating a simulated seismic wave according to the second embodiment is a modified embodiment of the method for creating a simulated seismic wave according to the first embodiment. Therefore, the steps common to the steps of the method for creating a simulated seismic wave according to the first embodiment are the same as the symbols attached to the steps of the method for creating the simulated seismic wave according to the first embodiment. The detailed explanation is omitted.
The method for creating a simulated seismic wave according to the second embodiment is a simulated earthquake wave creating program (hereinafter simply referred to as “simulated seismic wave creation program”) based on the assumption that data of a known database is used in the method of creating a simulated seismic wave according to the first embodiment. Instead of “simulated seismic wave creation program according to the first embodiment”), a weak earthquake motion (corresponding to “ground vibration” in the present invention) and a target area obtained in advance by an engineer. A simulated seismic wave creation program (hereinafter also simply referred to as “simulated seismic wave creation program according to the second embodiment”) based on the use of analysis parameters is used.

上記解析パラメータは、技術者が対象地域の地盤調査を行って取得した対象地域の地盤データであり(図27のステップS22を参照)、前もってコンピュータに入力されて用意されている。すなわち、上記ステップS22は、本発明における「解析パラメータ用意ステップ」に相当する。
また、上記弱小地震動は、技術者が対象地域の地震観測を3軸で行うことで、最大加速度の観測値が所定値(本実施形態では0.3[m/s])以下である地震動を1つ以上観測して取得したものである(図27のステップS23を参照)。ここで、弱小地震動はより強い地震動と比べて地震動の発生頻度が高いので、上記ステップS23における弱小地震動の観測期間は比較的短くなる。
The analysis parameter is the ground data of the target area acquired by the engineer by performing the ground survey of the target area (see step S22 in FIG. 27), and is prepared by being input to the computer in advance. That is, step S22 corresponds to the “analysis parameter preparation step” in the present invention.
In addition, the above-described weak ground motion is a ground motion in which the engineer performs seismic observation of the target area on three axes, and the observed value of the maximum acceleration is equal to or less than a predetermined value (0.3 [m / s 2 ] in the present embodiment). Are obtained by observing one or more of them (see step S23 in FIG. 27). Here, since the weak ground motion has a higher frequency of occurrence of the ground motion than the stronger ground motion, the observation period of the weak ground motion in step S23 is relatively short.

また、上記弱小地震動の発生源となる地震(以下、「観測地震」とも称する。)の地震データは、技術者により前もってコンピュータに入力されて用意されている(図27のステップS120を参照)。このステップS120では、技術者は、まず上記ステップS23で観測された弱小地震動ごとに以下の各データを確保する。
(a)3軸の加速度波形および各加速度波形の振幅の最大値(最大加速度)ならびに各加速度波形の初動の振幅
(b)粗密波およびせん断波の、各地震波到達時刻および各卓越振動周波数
In addition, earthquake data of an earthquake (hereinafter also referred to as “observed earthquake”) that is a source of the above-mentioned weak ground motion is input to a computer and prepared in advance by an engineer (see step S120 in FIG. 27). In step S120, the engineer first secures the following data for each weak ground motion observed in step S23.
(A) Triaxial acceleration waveform and maximum value of amplitude of each acceleration waveform (maximum acceleration) and amplitude of initial motion of each acceleration waveform (b) Seismic wave arrival time and dominant vibration frequency of dense wave and shear wave

ついで、技術者は、上記各弱小地震動に対応する地震を地震観測網(本実施形態では防災科学技術研究所のHi-net)により観測された地震のデータベースから抽出する。すなわち、技術者は、粗密波が到達したと推定される時刻が上記(b)の粗密波の地震波到達時刻に対応する地震を、上記地震のデータベースから地震発生時刻および震源から対象地域までの距離を考慮して抽出する操作を、上記各弱小地震動ごとに実行する。これにより、技術者は、対象地域の地震観測を行うだけで上記地震観測網により得られた精度の高い観測結果を利用することができる。
なお、本実施形態では、技術者は、上記地震のデータベースから弱小地震動に対応する地震を抽出できない場合、この対応する地震が抽出できなかった弱小地震動はノイズを誤認識したものであると判定して、上記ステップS23の取得結果から除外する。これによりステップS23で取得された全ての弱小地震動が除外された場合、技術者は、ステップS23を再実行して弱小地震動を取得しなおし、この弱小地震動に対応する地震を抽出する。
Next, the engineer extracts the earthquake corresponding to each of the weak ground motions from the database of earthquakes observed by the seismic observation network (in this embodiment, the Hi-net of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention). In other words, the engineer calculates an earthquake corresponding to the seismic wave arrival time of the dense wave (b) described above from the earthquake database and the distance from the earthquake source to the target area. The operation of extracting in consideration of the above is executed for each weak ground motion. Thereby, the engineer can use the highly accurate observation result obtained by the earthquake observation network only by performing the earthquake observation of the target area.
In this embodiment, when an engineer cannot extract an earthquake corresponding to a weak earthquake motion from the earthquake database, the engineer determines that the weak earthquake motion for which the corresponding earthquake could not be extracted is a misrecognized noise. Thus, it is excluded from the acquisition result of step S23. Thus, when all the weak ground motions acquired in step S23 are excluded, the engineer re-executes step S23 to acquire the weak ground motions again, and extracts the earthquake corresponding to the weak ground motions.

そして、技術者は、抽出された各地震のモーメントマグニチュード、メカニズム解、および、震源の位置を確保して、上記(a)の3軸の加速度波形および上記(b)の粗密波およびせん断波の各地震波到達時刻とともに、各観測地震の地震データとしてコンピュータに入力する。
ここで、観測地震の地震データとして入力された震源の位置は、本発明における「観測地震震源位置」に相当し、上記ステップS120は、本発明における「観測地震震源位置確保ステップ」に相当する。このため、以下では上記震源の位置を「観測地震震源位置」とも称する。
Then, the engineer secures the extracted moment magnitude, mechanism solution, and location of the epicenter of each earthquake, and the three-axis acceleration waveform of (a) and the dense and shear waves of (b) above. Along with the arrival time of each seismic wave, it is input to the computer as seismic data for each observed earthquake.
Here, the position of the epicenter input as the earthquake data of the observed earthquake corresponds to the “observed earthquake source position” in the present invention, and step S120 corresponds to the “observed earthquake source position securing step” in the present invention. For this reason, hereinafter, the position of the above-mentioned epicenter is also referred to as “observed seismic epicenter position”.

技術者が、上記模擬地震波作成プログラムを使用して模擬地震波を作成する場合、技術者は、まず作成する模擬地震波の最大振幅をコンピュータに入力する(ステップS2)。ついで、技術者は、上記模擬地震波を発生させる模擬地震の地震データを設定してコンピュータに入力する(ステップS121)。
ここで、本実施形態において、上記模擬地震の地震データには、模擬地震のモーメントマグニチュード、模擬地震のメカニズム解、および、模擬地震の震源の位置(模擬地震震源位置)が含まれる。すなわち、上記ステップS2は、本発明における「振幅設定ステップ」に、上記ステップS121は、本発明における「模擬地震震源位置設定ステップ」に、それぞれ相当する。
When the engineer creates a simulated seismic wave using the simulated earthquake wave creation program, the engineer first inputs the maximum amplitude of the simulated earthquake wave to be created into the computer (step S2). Next, the engineer sets the earthquake data of the simulated earthquake that generates the simulated earthquake wave and inputs it to the computer (step S121).
Here, in this embodiment, the earthquake data of the simulated earthquake includes the moment magnitude of the simulated earthquake, the mechanism solution of the simulated earthquake, and the location of the simulated earthquake (the location of the simulated earthquake). That is, the step S2 corresponds to an “amplitude setting step” in the present invention, and the step S121 corresponds to a “simulated earthquake source position setting step” in the present invention.

上記ステップS2に対して、コンピュータは、上記ステップS23で観測された弱小地震動のデータが複数存在するか否かを、上記ステップS120で地震データがコンピュータに入力された観測地震の数により判定する(ステップS25)。このステップS25の判定結果が「いいえ」(すなわち、上記観測地震が1つだけ)である場合、コンピュータは、ステップS23で抽出された弱小地震動のデータを対象地域の解析用データとして用意し(ステップS26)、この弱小地震動の地震データを取得して用意する。ここで、上記ステップS26は、本発明における「解析用データ用意ステップ」に相当する。
一方、ステップS25の判定結果が「はい」である(すなわち、上記観測地震が複数ある)場合、コンピュータは、ステップS23で観測された複数の弱小地震動に対応する各観測地震のうち、各観測地震震源位置が上記模擬地震震源位置に比較的近い観測地震を1つ選択して、この観測地震に対応する弱小地震動を抽出する。
In step S2, the computer determines whether or not there are a plurality of weak ground motion data observed in step S23 based on the number of observed earthquakes in which the earthquake data is input to the computer in step S120. Step S25). If the determination result in step S25 is “No” (that is, only one observed earthquake), the computer prepares the weak ground motion data extracted in step S23 as analysis data for the target area (step S26), acquiring and preparing earthquake data of this weak and small earthquake motion. Here, step S26 corresponds to the “analysis data preparation step” in the present invention.
On the other hand, when the determination result in step S25 is “Yes” (that is, there are a plurality of observed earthquakes), the computer selects each observed earthquake among the observed earthquakes corresponding to the plurality of weak ground motions observed in step S23. One observed earthquake whose epicenter position is relatively close to the simulated seismic hypocenter position is selected, and weak ground motion corresponding to this observed earthquake is extracted.

具体的には、コンピュータは、まずステップS121で入力された各観測地震の観測地震震源位置と模擬地震震源位置とをそれぞれ取得する(ステップS122)。ついで、コンピュータは、ステップS122で取得された各観測地震震源位置に対して、模擬地震震源位置からの震源間距離をそれぞれ算定する(ステップS123)。さらに、コンピュータは、ステップS123で算定された各震源間距離に基づいて、各観測地震を前もって設定された震源間距離の区分により分類する(ステップS124)。そして、コンピュータは、観測地震が1つ以上分類された震源間距離の区分のうち、震源間距離が最も短い区分に分類された観測地震を1つ選択して、この観測地震に対応する弱小地震動を抽出する(ステップS125)。
なお、本実施形態では、上記震源間距離の区分として、0〜99[km]、100〜199[km]・・・という100[km]ごとの区分を使用する。また、上記ステップS125において観測地震を選択すべき区分に複数の観測地震が分類されている場合、コンピュータは、上記複数の観測地震のうち、モーメントマグニチュードが上述したステップS121で入力された模擬地震のモーメントマグニチュードに最も近い観測地震を1つ選択する。
Specifically, the computer first acquires the observed earthquake source position and simulated earthquake source position of each observed earthquake input in step S121 (step S122). Next, the computer calculates the distance between the hypocenters from the simulated seismic source position for each observed seismic source position acquired in step S122 (step S123). Further, the computer classifies each observed earthquake based on the pre-set seismic source distance classification based on the respective interseismic distances calculated in step S123 (step S124). Then, the computer selects one observed earthquake classified into the category with the shortest epicenter distance from among the seismic source distance categories in which one or more observed earthquakes are classified, and the weak ground motion corresponding to this observed earthquake is selected. Is extracted (step S125).
In addition, in this embodiment, the division | segmentation for every 100 [km] of 0-99 [km], 100-199 [km] ... is used as a division | segmentation of the said epicenter distance. In addition, when a plurality of observed earthquakes are classified in the category in which the observed earthquake is to be selected in step S125, the computer selects the simulated earthquake whose moment magnitude is input in step S121 described above from the plurality of observed earthquakes. Select the observed earthquake closest to the moment magnitude.

上記抽出を実行したコンピュータは、抽出された弱小地震動のデータを対象地域の解析用データとして用意し(ステップS27)、この弱小地震動の地震データを取得して用意する。ここで、上記ステップS27は、本発明における「解析用データ用意ステップ」に相当する。そして、上記ステップS26または上記ステップS27によって解析用データを用意したコンピュータは、この解析用データとステップS22で用意された解析パラメータとを用いて、模擬地震波を算定して出力する(ステップS13)。ここで、上記ステップS13は、第1の実施形態に係る模擬地震波作成プログラムにおけるステップS13と同様のステップであるため、その詳細な説明を省略する。
上記各手順によれば、観測地震震源位置が模擬地震震源位置に比較的近い観測地震の観測データに基づいて模擬地震の模擬地震波が作成される。これにより、観測地震と模擬地震との間の伝播経路特性の違いを少なくして、作成される模擬地震波の信頼性をさらに向上させることができる。また、複数の観測地震を震源間距離の区分により分類することで、観測地震震源位置が模擬地震震源位置に比較的近い観測地震を複数特定することができる。そして、観測地震震源位置が模擬地震震源位置に比較的近い観測地震が複数特定された場合には、この各観測地震のうち、モーメントマグニチュードが模擬地震のモーメントマグニチュードに最も近い観測地震の観測データに基づいて模擬地震の模擬地震波が作成される。これにより、観測地震と模擬地震との間における、地震波の長周期成分の違いによる影響を少なくして、作成される模擬地震波の信頼性をさらに向上させることができる。
The computer that has performed the extraction prepares the extracted weak earthquake motion data as analysis data for the target area (step S27), and acquires and prepares the weak earthquake motion data. Here, step S27 corresponds to the “analysis data preparation step” in the present invention. Then, the computer that has prepared the analysis data in step S26 or step S27 calculates and outputs a simulated seismic wave using the analysis data and the analysis parameter prepared in step S22 (step S13). Here, step S13 is the same step as step S13 in the simulated seismic wave generation program according to the first embodiment, and therefore detailed description thereof is omitted.
According to each of the above procedures, a simulated seismic wave of a simulated earthquake is created based on observation data of an observed earthquake whose observed seismic source location is relatively close to the simulated seismic source location. Thereby, the difference in propagation path characteristics between the observed earthquake and the simulated earthquake can be reduced, and the reliability of the created simulated earthquake wave can be further improved. Moreover, by classifying a plurality of observed earthquakes according to the classification of the distance between the epicenters, it is possible to identify a plurality of observed earthquakes whose observed earthquake source positions are relatively close to the simulated earthquake source positions. If multiple observed earthquakes whose observed seismic source positions are relatively close to the simulated seismic source position are identified, among these observed earthquakes, the moment magnitude is the observation data of the observed earthquake closest to the simulated earthquake moment magnitude. Based on this, a simulated earthquake wave of the simulated earthquake is created. Thereby, the influence by the difference in the long period component of the seismic wave between the observed earthquake and the simulated earthquake can be reduced, and the reliability of the created simulated earthquake wave can be further improved.

ここで、第2の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法の有効性の検証結果を、図50ないし図56を用いて示す。上記検証結果は、対象地域で観測された巨大地震の工学的基盤面における地震データを、より弱い地震の地表面における地震データを用いて再現し、この再現結果と上記巨大地震の地震データとを比較することで得られたものである。また、上記再現を、巨大地震の震源に対して震源が比較的近い地震Yおよび震源が比較的遠い地震Zのそれぞれで行うことで、震源間距離(図27のステップS123を参照)が巨大地震の再現結果に及ぼす影響もあわせて検証した。
ここで、巨大地震としては、2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震(気象庁マグニチュード9.0)を使用した。地震Yとしては、2005年8月16日に発生した宮城県沖地震(気象庁マグニチュード7.2)を使用した。地震Zとしては、2003年7月11日に発生した神奈川県西部地震(気象庁マグニチュード4.1)において、速度波形のフーリエ振幅スペクトル(図50参照)のうち振動周波数が2.5[Hz]以下の長周期成分を、より強い地震を想定して増幅させた合成地震を使用した。上記再現および比較に用いられる各地震の地震データとしては、南北方向の速度波形データから求めたフーリエ振幅スペクトルを使用した(図51ないし図53参照)。
Here, the verification result of the effectiveness of the method of creating a simulated seismic wave according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. The above verification results reproduce the earthquake data on the engineering foundation surface of the huge earthquake observed in the target area using the earthquake data on the ground surface of the weaker earthquake, and this reproduction result and the earthquake data of the huge earthquake are It was obtained by comparison. In addition, the above-described reproduction is performed for each of the earthquake Y that is relatively close to the epicenter of the huge earthquake and the earthquake Z that is relatively far from the epicenter, so that the distance between the hypocenters (see step S123 in FIG. 27) is a large earthquake. The effect on the reproduction results was also verified.
Here, the Tohoku-Pacific Ocean Earthquake (Meteorological Agency magnitude 9.0) which occurred on March 11, 2011 was used as a huge earthquake. As the earthquake Y, the Miyagi-ken Oki earthquake (Meteorological Agency magnitude 7.2) which occurred on August 16, 2005 was used. As the earthquake Z, in the Kanagawa western earthquake (JMA magnitude 4.1) that occurred on July 11, 2003, the vibration frequency of the velocity amplitude Fourier amplitude spectrum (see FIG. 50) is 2.5 [Hz] or less. Synthetic earthquakes were used in which the long-period components of were amplified by assuming a stronger earthquake. As the earthquake data of each earthquake used for the reproduction and comparison, a Fourier amplitude spectrum obtained from the velocity waveform data in the north-south direction was used (see FIGS. 51 to 53).

また、対象地域としては、防災科学技術研究所のKIK-net八王子観測点(図54のKIK-net八王子観測点V’を参照)を使用した。このKIK-net八王子観測点は、ボーリングによる地盤調査の跡に形成される穴に入れられることで、地下147[m]の深度に設置された地中側の地震計と、この地中側の地震計の真上に位置する地表面に設置された地表側の地震計と、を備えている。なお、KIK-net八王子観測点の地中側の地震計で観測される地震動は、KIK-net八王子観測点の周辺地域において工学的基盤面から地表面に向けて入射される地震波がそのまま反映されているとみなすことができる。そこで、本検証では、KIK-net八王子観測点の地中側の地震計を対象地域の工学的基盤面に設置された地震計とみなし、同じく地表側の地震計を対象地域の地表面に設置された地震計とみなした。
KIK-net八王子観測点V’と震源w12、w13、w14との位置関係を図54に示す。ここで、震源w12が東北地方太平洋沖地震(巨大地震)の震源(深さ24[km])、震源w13が宮城県沖地震(地震Y)の震源(深さ42[km])、震源w14が神奈川県西部地震および地震Zの震源(深さ21[km])である。なお、宮城県沖地震は神奈川県西部地震および地震Zよりも強い(加速度波形の最大振幅が大きい)地震であるが、KIK-net八王子観測点の地表側の地震計における水平動の最大応答加速度は、伝播経路特性の違いのため上記神奈川県西部地震および地震Zと有効数字3桁で等しい0.106[m/s]であった。ここから、本検証において、地震Y、Zによる各地震動は、ともに表層地盤の非線形性を無視できる弱小地震動であるとみなすことができる。
Further, as the target area, the KIK-net Hachioji observation point (see KIK-net Hachioji observation point V ′ in FIG. 54) of the National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention was used. This KIK-net Hachioji observation point is inserted into a hole formed in the site of a ground survey by boring, and an underground seismometer installed at a depth of 147 [m] underground, And a seismometer on the surface side installed on the surface of the ground located directly above the seismometer. In addition, the ground motion observed by the seismometer on the underground side of the KIK-net Hachioji observation station is directly reflected by the seismic wave incident from the engineering base to the ground surface in the surrounding area of the KIK-net Hachioji observation station. Can be considered. Therefore, in this verification, the seismometer on the underground side of the KIK-net Hachioji observation point is regarded as the seismometer installed on the engineering base of the target area, and the seismometer on the ground side is also installed on the ground surface of the target area. Was considered a seismometer.
FIG. 54 shows the positional relationship between the KIK-net Hachioji observation point V ′ and the epicenters w12, w13, and w14. Here, the epicenter w12 is the epicenter of the off the Pacific coast of Tohoku Earthquake (big earthquake) (depth 24 [km]), the epicenter w13 is the epicenter of the Miyagi Prefecture offshore earthquake (earthquake Y) (depth 42 [km]), the epicenter w14 Is the epicenter of the Kanagawa Seibu Earthquake and Earthquake Z (depth 21 [km]). The Miyagi-oki earthquake is stronger than the Kanagawa-ken Seibu earthquake and earthquake Z (the maximum amplitude of the acceleration waveform is larger), but the maximum response acceleration of horizontal motion in the seismometer on the surface side of the KIK-net Hachioji station Was 0.106 [m / s 2 ] equal to the Kanagawa west earthquake and earthquake Z by three significant figures due to the difference in propagation path characteristics. From this, in this verification, each ground motion due to earthquakes Y and Z can be regarded as weak ground motions that can ignore the non-linearity of the surface ground.

上記各地震Y、Zの地表面における地震データからそれぞれ求めた入射地震波(図3のステップS15を参照)の各フーリエ振幅スペクトルを図55および図56に示す。この図55および図56からは、巨大地震の入射地震波の各卓越振動周波数(図52参照)に対して、地震Yの入射地震波の各卓越振動周波数は±0.1[Hz]程度の誤差で、地震Zの入射地震波の各卓越振動周波数は±0.3[Hz]程度の誤差で、それぞれよく対応していることが読み取れる。
ここから、第2の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法は、その有効性が示されたといえる。また、巨大地震の震源に対して震源が比較的近い地震Yは、巨大地震の震源に対して震源が比較的遠い地震Zよりも、巨大地震の地震波をより精度よく再現できることが分かる。
Each Fourier amplitude spectrum of the incident seismic wave (see step S15 in FIG. 3) obtained from the earthquake data on the ground surface of each of the earthquakes Y and Z is shown in FIGS. From FIG. 55 and FIG. 56, each dominant vibration frequency of the incident seismic wave of earthquake Y is an error of about ± 0.1 [Hz] with respect to each dominant vibration frequency (see FIG. 52) of the incident seismic wave of the huge earthquake. In addition, it can be read that each dominant vibration frequency of the incident seismic wave of earthquake Z corresponds well with an error of about ± 0.3 [Hz].
From this, it can be said that the method of creating a simulated seismic wave according to the second embodiment has shown its effectiveness. In addition, it can be seen that the earthquake Y that is relatively close to the epicenter of the giant earthquake can reproduce the seismic waves of the giant earthquake more accurately than the earthquake Z that is relatively far from the epicenter of the giant earthquake.

また、図52と図55とをスペクトル分布の形状に注目して対比すると、巨大地震の入射地震波に対して、地震Zの入射地震波は振動周波数が1[Hz]以下の長周期成分においてスペクトル分布の形状が異なることが分かる。一方、図52と図56とをスペクトル分布の形状に注目して対比すると、巨大地震の入射地震波に対して、地震Yの入射地震波はスペクトル分布の形状がほぼ同じであることが分かる。
ここで、本実施形態の振幅調整ステップ(図3のステップS1を参照)では振幅を一律に調整する。ここから、上記ステップS1で得られる地震Zの振幅調整地震波には振動周波数が1[Hz]以下の長周期成分に対して補正(図3のステップS21を参照)が必要となる一方、同じくステップS1で得られる地震Yの振幅調整地震波には上記ステップS21の補正が必要ないことが分かる。ここから、模擬地震波として巨大地震の地震波を作成する際に、この巨大地震に対して震源の位置が比較的近く、かつ、加速度波形の最大振幅が比較的近い地震を用いると、表層地盤の非線形応答の影響が比較的少ない模擬地震波を、振幅調整地震波に対する補正なしで得られることが分かる。
52 and 55, focusing on the shape of the spectral distribution, the incident seismic wave of earthquake Z has a spectral distribution in a long-period component with an oscillation frequency of 1 [Hz] or less compared to the incident earthquake wave of a huge earthquake. It can be seen that the shapes are different. On the other hand, when FIG. 52 and FIG. 56 are compared by paying attention to the shape of the spectrum distribution, it can be seen that the incident seismic wave of earthquake Y has almost the same shape of the spectrum distribution as compared to the incident earthquake wave of the giant earthquake.
Here, the amplitude in the amplitude adjusting step (see step S1 8 in FIG. 3) of the present embodiment is adjusted uniformly. Here, corrected for the vibration frequency 1 [Hz] or less long period components for the amplitude controller seismic wave seismic Z obtained in Step S1 8 (see step S21 in FIG. 3) While it is necessary, as well it can be seen that there is no need to correct the above step S21 for the amplitude controller seismic waves earthquakes Y obtained in step S1 8. From here, when creating a seismic wave of a huge earthquake as a simulated seismic wave, if an earthquake with the location of the epicenter relatively close to the huge earthquake and the maximum amplitude of the acceleration waveform is relatively close, nonlinearity of the surface ground It can be seen that a simulated seismic wave having a relatively small response effect can be obtained without correction for the amplitude adjusted seismic wave.

〈第3の実施形態〉
続いて、第3の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法について、図28のフローチャートを用いて説明する。第3の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法は、第1の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法を変形した実施形態である。したがって、上記第1の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法の各ステップと共通するステップについては、第1の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法の各ステップに付した符号と同一の符号を付して対応させ、その詳細な説明を省略する。
第3の実施形態に係る模擬地震波を作成する方法は、第1の実施形態に係る模擬地震波作成プログラムの代わりに、技術者が前もって取得した対象地域の常時微動(地盤に常時作用している弱い振動。本発明における「地盤の振動」に相当する。)の観測データから、対象地域の地盤の振動特性(振動に対する振幅の増幅度)を推定して模擬地震波作成用の弱小地震動を人工的に作成する模擬地震波作成プログラム(以下、単に「第3の実施形態に係る模擬地震波作成プログラム」とも称する。)を使用するものである。なお、以下においては、地盤の振動特性から模擬地震波の作成に必要な各種パラメータを用意するステップなどの付随的なステップについては、その詳細な説明を省略する。
<Third Embodiment>
Next, a method for creating a simulated seismic wave according to the third embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The method of creating a simulated seismic wave according to the third embodiment is a modified embodiment of the method of creating a simulated earthquake wave according to the first embodiment. Therefore, the steps common to the steps of the method for creating a simulated seismic wave according to the first embodiment are the same as the symbols attached to the steps of the method for creating the simulated seismic wave according to the first embodiment. The detailed explanation is omitted.
The method of creating a simulated seismic wave according to the third embodiment is a method of creating a microtremor of a target area obtained in advance by an engineer (a weakly acting constant ground) instead of the simulated seismic wave creating program according to the first embodiment. Vibration (corresponding to "ground vibration" in the present invention)) From the observation data of the ground in the target area, we estimate the vibration characteristics (amplitude of amplitude with respect to vibration) and artificially generate weak earthquake motion for creating simulated seismic waves. A simulated earthquake wave creation program to be created (hereinafter also simply referred to as “simulated earthquake wave creation program according to the third embodiment”) is used. In the following, detailed description of the incidental steps such as the step of preparing various parameters necessary for creating the simulated seismic wave from the vibration characteristics of the ground will be omitted.

上記常時微動の観測データは、技術者が対象地域の常時微動を所定の時間(本実施形態では5分間)3軸で観測することで取得したものである(図28のステップS29を参照)。ここで、常時微動は地盤に常時作用しているので、技術者は、上記ステップS29を短い時間(5分間)で終了させることができる。この常時微動の観測データは、常時微動の方向成分ごとに前もってコンピュータに入力されて用意されている。
技術者が、上記模擬地震波作成プログラムを使用して模擬地震波を作成する場合、技術者は、まず作成する模擬地震波の最大振幅をコンピュータに入力し(ステップS2)、上記模擬地震波を発生させる地震の地震データを設定する。ここで、上記ステップS2は、本発明における「振幅設定ステップ」に相当する。
The observation data of the above-mentioned microtremor is obtained by the engineer observing the microtremor in the target area on three axes for a predetermined time (in this embodiment, 5 minutes) (see step S29 in FIG. 28). Here, since the fine movement is constantly acting on the ground, the engineer can finish the step S29 in a short time (5 minutes). This microtremor observation data is prepared by inputting to the computer in advance for each microtremor direction component.
When the engineer creates a simulated seismic wave using the simulated earthquake wave creation program, the engineer first inputs the maximum amplitude of the simulated earthquake wave to be created into the computer (step S2), and the earthquake that generates the simulated seismic wave. Set earthquake data. Here, step S2 corresponds to the “amplitude setting step” in the present invention.

続いて、コンピュータは、常時微動の観測データから対象地域の地盤の振動特性を解析パラメータとして推定して用意し(ステップS30)、推定した振動特性から模擬地震波の作成に必要な各種パラメータを設定する。さらに、コンピュータは、模擬地震波作成用の弱小地震動における振動周波数特性と位相特性とを設定し(ステップS31)、設定された振動周波数特性および位相特性を有する地震動を周波数領域における計算処理により作成する。そして、コンピュータは、作成された地震動に対して地震波形の振幅に対する包絡形状を適用して時間領域における弱小地震動の波形に変換し、この弱小地震動のデータを解析用データとして作成して用意する(ステップS32)。ここで、上記ステップS30は、本発明における「解析パラメータ用意ステップ」に、上記ステップS31および上記ステップS32は、本発明における「解析用データ用意ステップ」に、それぞれ相当する。
なお、本実施形態では、上記振動周波数特性は、上述したステップS30で推定された振動特性と一致するように設定される。上記位相特性は、乱数により設定される。上記包絡形状は、地震動の最大加速度が所定値(0.3[m/s])以下となるように技術者が作成した形状であり、前もってコンピュータに入力されている。
Subsequently, the computer estimates and prepares the vibration characteristics of the ground in the target area as analysis parameters from observation data of microtremors (step S30), and sets various parameters necessary for creating a simulated seismic wave from the estimated vibration characteristics. . Further, the computer sets vibration frequency characteristics and phase characteristics in weak ground motion for generating simulated seismic waves (step S31), and creates earthquake motion having the set vibration frequency characteristics and phase characteristics by calculation processing in the frequency domain. The computer applies an envelope shape with respect to the amplitude of the seismic waveform to the generated seismic motion to convert it into a weak seismic motion waveform in the time domain, and creates and prepares the weak seismic motion data as analysis data ( Step S32). The step S30 corresponds to the “analysis parameter preparation step” in the present invention, and the step S31 and the step S32 correspond to the “analysis data preparation step” in the present invention.
In the present embodiment, the vibration frequency characteristic is set to coincide with the vibration characteristic estimated in step S30 described above. The phase characteristic is set by a random number. The envelope shape is a shape created by an engineer so that the maximum acceleration of seismic motion is a predetermined value (0.3 [m / s 2 ]) or less, and is input to the computer in advance.

そして、上記ステップS31および上記ステップS32によって解析用データを用意したコンピュータは、この解析用データとステップS30で用意された解析パラメータとを用いて、模擬地震波を算定して出力する(ステップS13)。
ここで、上記ステップS13は、第1の実施形態に係る模擬地震波作成プログラムにおけるステップS13と同様のステップであるため、その詳細な説明を省略する。
And the computer which prepared the data for analysis by said step S31 and said step S32 calculates and outputs a simulated seismic wave using this analysis data and the analysis parameter prepared by step S30 (step S13).
Here, step S13 is the same step as step S13 in the simulated seismic wave generation program according to the first embodiment, and therefore detailed description thereof is omitted.

上記ステップS30の詳細について、図29のフローチャートおよび図30の3次元グラフを用いて説明する。ステップS30を実行したコンピュータは、上述した常時微動の観測データを3軸で取得して(ステップS33)、取得した観測データから、常時微動の非定常スペクトルを、この非定常スペクトルのスペクトル密度および振動周波数ならびに時間を変数とした3次元関数として算定する(ステップS34)。この非定常スペクトルは、コンピュータが公知のプログラムを実行することで、常時微動の方向成分ごとに用意される。
なお、本実施形態では常時微動の非定常スペクトルをグラフにプロットする操作を行うことはないが、常時微動の非定常スペクトルを3次元グラフにプロットした場合、例えば図30に一部を示す非定常スペクトル1のような3次元グラフが観測データの方向成分ごとに得られる。
Details of step S30 will be described using the flowchart of FIG. 29 and the three-dimensional graph of FIG. The computer that has executed step S30 acquires the above-described observation data of microtremors in three axes (step S33), and obtains the nonstationary spectrum of microtremors from the acquired observation data, and the spectral density and vibration of this nonstationary spectrum. It is calculated as a three-dimensional function with frequency and time as variables (step S34). The unsteady spectrum is always prepared for each direction component of fine movement by a computer executing a known program.
In this embodiment, the operation for plotting the non-stationary spectrum of the microtremor on the graph is not performed. However, when the non-stationary spectrum of the microtremor is plotted on the three-dimensional graph, for example, the nonstationary spectrum partially shown in FIG. A three-dimensional graph such as spectrum 1 is obtained for each direction component of the observation data.

上記コンピュータは、上記ステップS34で常時微動の非定常スペクトルを3軸で算定すると、算定した各非定常スペクトルを所定のサンプリング周波数(本実施形態では100[Hz])で離散化し、離散時間領域ごとに非定常スペクトルのスペクトル密度および振動周波数を変数とした2次元関数を算定する(ステップS35)。これは、図30に示す非定常スペクトル1において、この非定常スペクトル1と、時間軸に対して垂直な複数の平面2と、が交わる複数の時間断面3を求めることに相当する。
続いて、コンピュータは、上記離散化された各非定常スペクトル(すなわち、各非定常スペクトルの各時間断面)の全てを配列要素とした2次元関数の配列を作成する(ステップS36)。そして、コンピュータは、上記各配列要素をそれぞれ常時微動の振動周波数で積分してスペクトル強度を算定する(ステップS37)。
When the computer calculates the unsteady spectrum of microtremors in three axes in step S34, each calculated unsteady spectrum is discretized at a predetermined sampling frequency (100 [Hz] in this embodiment), and is calculated for each discrete time domain. A two-dimensional function with the spectral density and vibration frequency of the unsteady spectrum as variables is calculated (step S35). This corresponds to obtaining a plurality of time sections 3 where the unsteady spectrum 1 and a plurality of planes 2 perpendicular to the time axis intersect in the unsteady spectrum 1 shown in FIG.
Subsequently, the computer creates an array of two-dimensional functions having all of the discretized non-stationary spectra (that is, time sections of the non-stationary spectra) as array elements (step S36). Then, the computer calculates the spectral intensity by integrating the array elements with the vibration frequency of the fine movement at all times (step S37).

続いて、コンピュータは、上記ステップS36で作成した配列の各配列要素を、ステップS37で算定したスペクトル強度が小さい順に並べ替えて、このスペクトル強度が小さい順に解析順を設定する(ステップS38)。そして、コンピュータは、上記各配列要素のうちスペクトル強度が所定の基準値以下となるものから解析候補スペクトルを抽出する(ステップS39)。さらに、コンピュータは、上記解析候補スペクトルから地盤の固有周波数および非共鳴周波数を判定し、推定対象地域における地盤の振動特性の推定結果として出力する(ステップS40)。
上述した各ステップによれば、コンピュータ読み取り可能な記録媒体から模擬地震波作成プログラムを読み取ったコンピュータは、常時微動の非定常スペクトルから、スペクトル強度が比較的小さい非定常スペクトルの時間断面を解析候補スペクトルとして抽出して地盤の振動特性を推定する。このため、コンピュータが振動特性を推定するための解析候補スペクトルには、常時微動の表面波成分の影響が比較的弱いデータのみが反映される。これにより、常時微動の表面波成分によるノイズを減らして、常時微動から地盤の振動特性を推定する精度を向上させることができる。
Subsequently, the computer rearranges each array element of the array created in step S36 in ascending order of the spectrum intensity calculated in step S37, and sets the analysis order in ascending order of the spectrum intensity (step S38). Then, the computer extracts an analysis candidate spectrum from the array elements whose spectrum intensity is equal to or lower than a predetermined reference value (step S39). Further, the computer determines the natural frequency and non-resonant frequency of the ground from the analysis candidate spectrum, and outputs the result as an estimation result of the vibration characteristics of the ground in the estimation target area (step S40).
According to each step described above, the computer that has read the simulated seismic wave generation program from a computer-readable recording medium uses, as an analysis candidate spectrum, a time section of an unsteady spectrum with a relatively small spectrum intensity from an unsteady spectrum of microtremors. Extract and estimate the vibration characteristics of the ground. For this reason, the analysis candidate spectrum for the computer to estimate the vibration characteristics reflects only data that is relatively weakly influenced by the surface wave component of the microtremor. As a result, the noise due to the surface wave component of the fine movement can be reduced, and the accuracy of estimating the vibration characteristics of the ground from the fine movement can be improved.

ここで、常時微動の非定常スペクトルのうち、スペクトル強度が比較的小さい非定常スペクトルの時間断面には、常時微動の表面波成分の影響が比較的弱いという知見は、本発明者が実測データを解析することにより新しく発見した知見である。以下、本発明者が上記知見を発見する元になった解析について、図31ないし図36を用いて説明する。
なお、以下では観測点Xで本発明者が行った観測の観測データを用いるが、この観測点Xの地震計は、ボーリングによる地盤調査の跡に形成される穴に入れられることで、地下208.52[m]の深度に設置されている。また、観測点X周辺では、上記地盤調査により、地表面から地下280[m]の深度までの地盤の物性およびせん断波速度構造(図31参照)が判明している。
Here, the inventor has found that the influence of the surface wave component of microtremor is relatively weak on the time section of the nonstationary spectrum having a relatively small spectral intensity among the nonstationary spectrum of microtremor. It is a knowledge newly discovered through analysis. In the following, the analysis on which the present inventor has discovered the above findings will be described with reference to FIGS.
In the following, observation data of observations made by the present inventor at observation point X will be used. The seismometer at observation point X is inserted into a hole formed in the site of a ground survey by boring, so that It is installed at a depth of .52 [m]. Further, in the vicinity of the observation point X, the physical properties and the shear wave velocity structure (see FIG. 31) of the ground from the ground surface to the depth of 280 [m] underground are found by the above ground survey.

本発明者は、観測点Xにおける地中の常時微動(図32に示す応答速度の水平動南北成分のグラフを参照)と、観測点Xの真上の地表面における常時微動(図33に示す応答速度の水平動南北成分のグラフを参照)と、を同じ時刻に観測した。
ここで、地中の観測点Xには、より深い地盤から伝達される実体波のみが到達するとみなすことができる。また、観測点Xの真上の地表面には、地下の地盤から地中の観測点Xを通過して伝達される実体波と、周辺地域から地表面に沿って伝達される表面波と、の両方が到達するとみなすことができる。また、地中の観測点Xから上記地表面までの距離は208.52[m]であることと、図31に示すせん断波速度構造とから、常時微動の波の伝達時間による波形のずれは、図32および図33の時間スケールに対して無視できるほど小さいとみなすことができる。
The present inventor has made microtremors in the ground at observation point X (see the horizontal motion north-south component of the response speed shown in FIG. 32) and microtremors on the ground surface directly above observation point X (shown in FIG. 33). (See the horizontal dynamic north-south component of the response speed) and the same time.
Here, it can be considered that only the body wave transmitted from the deeper ground reaches the underground observation point X. Moreover, on the ground surface directly above the observation point X, a body wave transmitted from the underground ground through the underground observation point X, a surface wave transmitted along the ground surface from the surrounding area, Both can be considered to reach. In addition, from the fact that the distance from the underground observation point X to the ground surface is 208.52 [m] and the shear wave velocity structure shown in FIG. 32 and 33 can be considered to be negligibly small with respect to the time scale of FIGS.

さて、図32と図33とを比べると、図32に示す実体波のみによる応答速度波形は、図33に示す表面波および実体波の両方による応答速度波形よりも、振幅の時間変動が小さい。これは、常時微動において、表面波成分は実体波成分よりも時間による変動が大きく、非定常的であるためであると推定される。
そこで、本発明者は、上記推定を裏付けるため、図33に示す応答速度波形から、表面波成分と実体波成分とを分離する解析を行った。すなわち、本発明者は、まず、観測点X周辺の地盤の物性および図31に示す地盤のせん断波速度構造に基づいて、観測点Xからこの観測点Xの真上の地表面まで常時微動の波が伝達される際の、観測点X周辺の振動特性(図34参照)を導出した。ついで、本発明者は、図34に示す観測点X周辺の振動特性と、図32に示す実体波のみによる応答速度波形と、を用いて、図32に示す地震波が観測点Xから上記真上の地表面まで伝達した際の常時微動の応答速度波形(図35参照)を周波数領域での解析により算定した。この応答速度波形(図35参照)は、上記真上の地表面における常時微動の実体波成分と考えることができる。そこで、本発明者は、図33に示す常時微動の応答速度波形から、図35に示す常時微動の実体波成分の応答速度波形を引き去ることで、上記真上の地表面における常時微動の表面波成分の応答速度波形(図36参照)を算定した。
32 and 33 are compared, the response speed waveform based only on the body wave shown in FIG. 32 has a smaller amplitude variation over time than the response speed waveform based on both the surface wave and the body wave shown in FIG. This is presumed to be due to the fact that the surface wave component varies more with time than the body wave component and is non-stationary during constant tremor.
Therefore, in order to support the above estimation, the inventor conducted an analysis for separating the surface wave component and the body wave component from the response speed waveform shown in FIG. That is, the present inventor firstly made a fine movement from the observation point X to the ground surface directly above the observation point X based on the physical properties of the ground around the observation point X and the shear wave velocity structure of the ground shown in FIG. The vibration characteristic around the observation point X when the wave is transmitted (see FIG. 34) was derived. Next, the present inventor uses the vibration characteristics around the observation point X shown in FIG. 34 and the response speed waveform based only on the body wave shown in FIG. 32 to cause the seismic wave shown in FIG. The response speed waveform of microtremor when transmitted to the ground surface (see FIG. 35) was calculated by analysis in the frequency domain. This response speed waveform (see FIG. 35) can be considered as a body wave component of fine movement on the ground surface directly above. Therefore, the present inventor subtracts the response speed waveform of the body wave component of the continuous fine movement shown in FIG. 35 from the response speed waveform of the continuous fine movement shown in FIG. The response speed waveform of the wave component (see FIG. 36) was calculated.

さて、図35と図36とを比べると、図35に示す常時微動の実体波成分の応答速度波形は、図36に示す常時微動の表面波成分の応答速度波形よりも、振幅の時間変動が小さい。すなわち、常時微動において、表面波成分は実体波成分よりも時間による変動が大きく、非定常的であるということができる。
ところで、非定常スペクトルは、時間に対して非定常性を有する信号(非定常信号)に対して、この非定常信号のスペクトルを少なくとも時間をパラメータとした関数として表したスペクトルである。ここで、非定常スペクトルのスペクトル強度は、上記非定常信号の影響が大きいほど強くなる。言い換えると、非定常スペクトルのスペクトル強度が比較的小さい時間帯においては、非定常信号の影響は比較的小さくなる。このため、常時微動の非定常スペクトルのうち、スペクトル強度が比較的小さい非定常スペクトルの時間断面には、比較的非定常的な表面波成分の影響が比較的弱く、比較的定常的な実体波成分の影響が比較的強い、ということができる。
35 is compared with FIG. 36, the response speed waveform of the body wave component of continuous fine movement shown in FIG. 35 has a time variation in amplitude compared to the response speed waveform of the surface wave component of continuous fine movement shown in FIG. small. In other words, it can be said that the surface wave component is non-stationary and has a larger fluctuation with time than the body wave component in the constant tremor.
By the way, the non-stationary spectrum is a spectrum that represents the spectrum of the non-stationary signal as a function having at least time as a parameter for a signal having non-stationarity with respect to time (unsteady signal). Here, the spectrum intensity of the unsteady spectrum becomes stronger as the influence of the unsteady signal becomes larger. In other words, the influence of the non-stationary signal is relatively small in a time zone in which the spectrum intensity of the non-stationary spectrum is relatively small. For this reason, out of the non-stationary spectrum of microtremors, the influence of the relatively unsteady surface wave component is relatively weak on the time section of the unsteady spectrum with a relatively small spectral intensity, and the stationary wave is relatively stationary. It can be said that the influence of the components is relatively strong.

ここで、上述したステップS39の詳細について、図37のフローチャートを用いて説明する。ステップS39を実行したコンピュータは、まず上述したステップS36で作成され、ステップS38で並べ替えられて解析順が設定された配列を、この配列の配列要素数fとともに取得する(ステップS41)。
続いて、コンピュータは、後述する繰り返し処理(ステップS43)に使用する媒介変数g、iを設定する(ステップS42)。ここで、gは現時点で解析されている配列要素の解析順であり、上記ステップS42でg=1と設定される。また、iは抽出された解析候補スペクトルの総数であり、上記ステップS42でi=0と設定される。
Here, the details of step S39 described above will be described using the flowchart of FIG. The computer that has executed step S39 first acquires the array created in step S36 described above and rearranged in step S38 and set in the analysis order together with the number of array elements f of this array (step S41).
Subsequently, the computer sets parameter variables g and i to be used for an after-mentioned iterative process (step S43) (step S42). Here, g is the analysis order of the array elements currently analyzed, and g = 1 is set in step S42. Further, i is the total number of extracted analysis candidate spectra, and i = 0 is set in step S42.

ステップS42で媒介変数g、iの初期設定を行ったコンピュータは、後述するステップS44ないしステップS48に示すルーチンを繰り返し処理する(ステップS43)。このステップS43は、gを増加させながら(ステップS46およびステップS48を参照)、g≦fという条件が満たされる間において繰り返し実行される。なお、ステップS43においてg>fとなった場合は、コンピュータは上記繰り返し処理を終了させて解析候補スペクトルを抽出するステップS39を終了させる。
上記ステップS43により繰り返されるルーチンにおいて、コンピュータは、まずg番目の解析順の配列要素のスペクトル強度を取得する(ステップS44)。このスペクトル強度は、上述したステップS37(図29参照)で算定されたものである。そして、コンピュータは、ステップS37で取得したスペクトル強度が、前もって設定された所定の基準によって比較的大きいと判定されるか否かを、上記スペクトル強度が前もって設定された基準値よりも大きいか否かによって判定する(ステップS45)。
The computer that has initially set the parameters g and i in step S42 repeatedly performs a routine shown in steps S44 to S48 described later (step S43). This step S43 is repeatedly executed while the condition of g ≦ f is satisfied while increasing g (see step S46 and step S48). If g> f is satisfied in step S43, the computer terminates the above iterative process and terminates step S39 for extracting an analysis candidate spectrum.
In the routine repeated in step S43, the computer first acquires the spectral intensity of the g-th array element in the analysis order (step S44). This spectral intensity is calculated in step S37 (see FIG. 29) described above. Then, the computer determines whether or not the spectrum intensity acquired in step S37 is relatively large according to a predetermined criterion set in advance, and whether or not the spectrum intensity is greater than a preset reference value. (Step S45).

ここで、ステップS45において、判定結果が「いいえ」(すなわち、スペクトル強度が基準値以下)である場合、g番目の解析順の配列要素には、常時微動の表面波成分の影響が比較的弱いデータが反映されていると考えることができる。
このため、コンピュータは、ステップS45の判定結果が「いいえ」である場合に、g番目の解析順の配列要素から解析候補スペクトルを出力するステップS47を実行する。そして、コンピュータは、ステップS47の実行後に、次の解析順の配列要素に対する解析を実行するため、gに1を加算して(ステップS48)ルーチンを繰り返す。
Here, in step S45, when the determination result is “No” (that is, the spectrum intensity is equal to or less than the reference value), the influence of the surface wave component of fine movement is relatively weak on the g-th array element in the analysis order. It can be considered that the data is reflected.
Therefore, when the determination result of step S45 is “No”, the computer executes step S47 of outputting an analysis candidate spectrum from the g-th array element in the analysis order. Then, after executing step S47, the computer adds 1 to g (step S48) and repeats the routine in order to execute analysis on the next array element in the analysis order.

一方、ステップS45において、判定結果が「はい」である(すなわち、スペクトル強度が基準値よりも大きい)場合、g番目の解析順の配列要素には、常時微動の表面波成分の影響が比較的強いデータが反映されていると考えることができる。また、各配列要素の解析順は、上述したステップS38において各配列要素のスペクトル強度が小さい順に設定されているので、解析順がg番目以降である全ての配列要素にも、常時微動の表面波成分の影響が比較的強いデータが反映されていると考えることができる。
このため、コンピュータは、ステップS45の判定結果が「はい」である場合に、gにfよりも大きな値(本実施形態ではf+1)を代入して(ステップS46)ステップS43の繰り返し処理を終了させ、解析候補スペクトルを抽出するステップS39を終了させる。言い換えると、コンピュータは、スペクトル強度が基準値よりも大きくなった場合に、以降の解析順における上記ステップS45および上記ステップS47を省略する。
On the other hand, when the determination result is “Yes” in Step S45 (that is, the spectrum intensity is larger than the reference value), the influence of the surface wave component of microtremor is relatively small on the g-th array element in the analysis order. It can be considered that strong data is reflected. In addition, since the analysis order of each array element is set in the above-described step S38 in ascending order of the spectrum intensity of each array element, all the array elements whose analysis order is the g-th and after are always subjected to surface waves of fine movement. It can be considered that data with a relatively strong influence of the component is reflected.
For this reason, when the determination result in step S45 is “Yes”, the computer substitutes a value larger than f (f + 1 in the present embodiment) for g (step S46) and terminates the iterative process of step S43. Then, step S39 for extracting the analysis candidate spectrum is ended. In other words, the computer omits step S45 and step S47 in the subsequent analysis order when the spectral intensity becomes larger than the reference value.

ところで、上記ステップS47においては、コンピュータは、想定される常時微動の実体波成分に対してノイズ(例えば常時微動の表面波成分)が比較的小さい非定常スペクトルのみを判別して解析候補スペクトルとして出力する。ここで、上記判別は、仮定値から導出された仮定的非定常スペクトルと各配列要素との間で遅れがない状態における相互相関関数の値(以下、単に「相互相関値」とも称する。)hの大きさにより判別する。すなわち、コンピュータは、上記ステップS47において、上記相互相関値hが所定値k未満である配列要素の非定常スペクトルを、この非定常スペクトルのスペクトル強度と上述した基準値との大小関係にかかわらず、解析候補スペクトルから除外する。
上述した手法によれば、想定される常時微動の実体波成分に対してノイズが比較的大きい非定常スペクトルは、上記相互相関値hが所定値kよりも小さいことにより解析候補スペクトルから除外される。これにより、上記ノイズが比較的大きいデータを解析候補スペクトルから取り除いて、地盤の振動特性の推定精度を向上させることができる。また、スペクトル強度の大きさにより明らかに解析候補スペクトルとして抽出されない非定常スペクトルに対しては、計算量が膨大となる相互相関値hの算定およびスペクトル強度と基準値との大小関係の比較が省略される。これにより、地盤の振動特性の推定における計算量を減らして、この地盤の振動特性の推定をより迅速に行うことができる。
By the way, in step S47, the computer discriminates only the unsteady spectrum having relatively small noise (for example, the surface wave component of constantly fine movement) from the assumed steady wave body wave component and outputs it as an analysis candidate spectrum. To do. Here, the above-mentioned discrimination is the value of the cross-correlation function in a state where there is no delay between the hypothetical non-stationary spectrum derived from the hypothetical value and each array element (hereinafter also simply referred to as “cross-correlation value”) h. It is determined by the size of That is, in step S47, the computer converts the non-stationary spectrum of the array element whose cross-correlation value h is less than the predetermined value k, regardless of the magnitude relationship between the spectrum intensity of the non-stationary spectrum and the reference value described above. Exclude from analysis candidate spectrum.
According to the above-described method, the unsteady spectrum having relatively large noise with respect to the assumed body wave component of microtremor is excluded from the analysis candidate spectrum because the cross-correlation value h is smaller than the predetermined value k. . Thereby, the data with comparatively large noise can be removed from the analysis candidate spectrum, and the estimation accuracy of the vibration characteristics of the ground can be improved. For unsteady spectra that are not clearly extracted as analysis candidate spectra due to the magnitude of the spectrum intensity, the calculation of the cross-correlation value h, which requires a large amount of calculation, and the comparison of the magnitude relationship between the spectrum intensity and the reference value are omitted. Is done. Thereby, the amount of calculation in estimating the vibration characteristics of the ground can be reduced, and the vibration characteristics of the ground can be estimated more quickly.

ここで、上述したステップS47の詳細について、図38のフローチャートを用いて説明する。なお、相互相関値hに対して大小関係を比較される所定値kは、上述した技術者により前もって設定されて、コンピュータに入力されている(ステップS52)。
また、上述した仮定的非定常スペクトルは、技術者が、地盤の振動特性仮定値および常時微動の実体波成分仮定値に基づいて、ステップS47の実行前にコンピュータに前もって算定させている(ステップS51)。上記地盤の振動特性仮定値は、技術者が、推定対象地域における地盤の振動特性を仮定することで、前もって設定された値である(ステップS49)。上記常時微動の実体波成分仮定値は、技術者が、推定対象地域に入射する常時微動の実体波成分を仮定することで、前もって設定された値である(ステップS50)。
Here, the details of step S47 described above will be described using the flowchart of FIG. Note that the predetermined value k to be compared with the cross-correlation value h is set in advance by the above-described engineer and input to the computer (step S52).
Further, the above-described hypothetical unsteady spectrum is calculated in advance by the engineer before the execution of step S47 based on the assumed vibration characteristic value of the ground and the actual body wave component assumed value of microtremor (step S51). ). The assumed vibration characteristic assumed value of the ground is a value set in advance by the engineer assuming the vibration characteristic of the ground in the estimation target area (step S49). The always fine body wave component assumed value is a value set in advance by the engineer assuming the always fine body wave component incident on the estimation target area (step S50).

ステップS49ないしステップS52の前処理が行われた後に、ステップS47を実行したコンピュータは、まず上述した媒介変数g、iを取得し(ステップS53)、ついでg番目の解析順の配列要素を取得する(ステップS54)。そして、コンピュータは、ステップS54で取得された配列要素と、上述したステップS51で算定された仮定的非定常スペクトルとの相互相関関数を遅れ量の関数として算定する(ステップS55)。さらに、コンピュータは、ステップS53で算定された相互相関関数の遅れ量に0を代入することで、上記仮定的非定常スペクトルと配列要素との間で遅れがない状態における相互相関関数の値を相互相関値hとして算定する(ステップS56)。
続いて、コンピュータは、ステップS56で算定した相互相関値hが、ステップS52で前もって設定された所定値k以上であるか否かを、相互相関値hと所定値kとの大小関係の比較により判定する(ステップS57)。
After the preprocessing of steps S49 to S52 is performed, the computer that executed step S47 first acquires the above-described parameters g and i (step S53), and then acquires the g-th array element in the analysis order. (Step S54). Then, the computer calculates a cross-correlation function between the array element acquired in step S54 and the assumed unsteady spectrum calculated in step S51 described above as a function of the delay amount (step S55). Further, the computer substitutes 0 for the delay amount of the cross-correlation function calculated in step S53, so that the value of the cross-correlation function in a state where there is no delay between the hypothetical non-stationary spectrum and the array element is calculated. The correlation value h is calculated (step S56).
Subsequently, the computer determines whether or not the cross-correlation value h calculated in step S56 is greater than or equal to the predetermined value k set in advance in step S52 by comparing the magnitude relationship between the cross-correlation value h and the predetermined value k. Determination is made (step S57).

ここで、ステップS57において、判定結果が「はい」(すなわち、h≧k)である場合、g番目の解析順の配列要素には、常時微動の実体波成分に対するノイズが比較的小さいデータが反映されていると考えることができる。このため、コンピュータは、ステップS57の判定結果が「はい」である場合に、iに1を加算して(ステップS58)、その後にg番目の解析順の配列要素をi番目に抽出された解析候補スペクトルとしてiとともに出力し(ステップS59)、ステップS47を終了させる。なお、ステップS59でiを逐次的に出力させることで、ステップS47の終了後に抽出された解析候補スペクトルの総数iを導出するための計算処理を省略することができる。
一方、ステップS47において、判定結果が「いいえ」(すなわち、h<k)である場合、g番目の解析順の配列要素には、常時微動の実体波成分に対するノイズが比較的大きいデータが反映されていると考えることができる。このため、コンピュータは、ステップS57の判定結果が「いいえ」である場合に、ステップS47をそのまま終了させる。これにより、相互相関値hが所定値k未満である配列要素の非定常スペクトルを、解析候補スペクトルから除外することができる。
Here, when the determination result is “Yes” (ie, h ≧ k) in step S57, the array element in the g-th analysis order reflects data with relatively small noise with respect to the constantly moving body wave component. Can be considered. For this reason, when the determination result in step S57 is “Yes”, the computer adds 1 to i (step S58), and then analyzes the array element in the g-th analysis order extracted i-th. A candidate spectrum is output together with i (step S59), and step S47 is terminated. In addition, by sequentially outputting i in step S59, the calculation process for deriving the total number i of analysis candidate spectra extracted after the end of step S47 can be omitted.
On the other hand, when the determination result is “No” (that is, h <k) in step S47, the g-th array element in the analysis order reflects data with relatively large noise for the body wave component of constantly fine movement. Can be considered. Therefore, when the determination result of step S57 is “No”, the computer ends the step S47 as it is. Thereby, the non-stationary spectrum of the array element whose cross-correlation value h is less than the predetermined value k can be excluded from the analysis candidate spectrum.

上述したステップS40の詳細について、図39および図40のフローチャートを用いて説明する。ここで、ステップS40により判定される地盤の固有周波数および非共鳴周波数の最大次数bは、上述した技術者により前もって設定されて、コンピュータに入力されている(ステップS60)。
なお、以下では、特に記載されていない限り、ステップS60においてb=3と設定したものとして説明を行う。
Details of step S40 described above will be described with reference to the flowcharts of FIGS. Here, the natural frequency of the ground determined in step S40 and the maximum order b of the non-resonant frequency are set in advance by the above-described engineer and input to the computer (step S60).
In the following description, it is assumed that b = 3 is set in step S60 unless otherwise specified.

ステップS40を実行したコンピュータは、まずステップS39で抽出された解析候補スペクトルの総数iと各解析候補スペクトルとを取得する(ステップS61)。なお、ステップS61で取得されたiの値が0である(すなわち、解析するべき解析候補スペクトルが存在しない)場合、コンピュータは、「解析候補スペクトルの抽出に失敗した」旨のエラーメッセージを出力して模擬地震波作成プログラムを強制終了させる。
続いて、コンピュータは、後述する繰り返し処理(ステップS63)に使用する媒介変数j、lを設定する(ステップS62)。ここで、上記jは現時点で解析されている解析候補スペクトルが何番目の解析候補スペクトルであるかを示す引数であり、上記ステップS62でj=1と設定される。また、lは地盤の固有周波数が明りょうに判別できる解析候補スペクトルが何番目の解析候補スペクトルであるかを示す引数であり、上記ステップS62でl=0と設定される。
The computer that has executed Step S40 first acquires the total number i of analysis candidate spectra extracted in Step S39 and each analysis candidate spectrum (Step S61). If the value of i acquired in step S61 is 0 (that is, there is no analysis candidate spectrum to be analyzed), the computer outputs an error message indicating that “analysis candidate spectrum extraction has failed”. To forcibly terminate the simulated seismic wave creation program.
Subsequently, the computer sets parameter variables j and l used for repetitive processing (step S63) described later (step S62). Here, j is an argument indicating which analysis candidate spectrum is currently analyzed, and j = 1 is set in step S62. Further, l is an argument indicating which analysis candidate spectrum is the analysis candidate spectrum for which the natural frequency of the ground can be clearly identified, and l = 0 is set in step S62.

ステップS62で媒介変数j、lの初期設定を行ったコンピュータは、後述するステップS64ないしステップS69に示すルーチンを繰り返し処理する(ステップS63)。このステップS63は、jを増加させながら(ステップS68およびステップS69を参照)、j≦iという条件が満たされる間において繰り返し実行される。なお、ステップS63においてj>iとなった場合、コンピュータは上記繰り返し処理を終了させて後述するステップS70を実行する。
上記ステップS63により繰り返されるルーチンにおいて、コンピュータは、まずj番目の解析候補スペクトルを取得して解析対象スペクトルとして設定する(ステップS64)。そして、コンピュータは、ステップS64で設定した解析対象スペクトルにおいて、地盤の固有周波数を明りょうに判別することができるか否かを判定して(ステップS65)、条件分岐を行う(ステップS66)。
The computer that has initialized the parameters j and l in step S62 repeatedly performs routines shown in steps S64 to S69 described later (step S63). This step S63 is repeatedly executed while the condition of j ≦ i is satisfied while increasing j (see step S68 and step S69). When j> i is satisfied in step S63, the computer ends the above repeating process and executes step S70 described later.
In the routine repeated in step S63, the computer first acquires the jth analysis candidate spectrum and sets it as an analysis target spectrum (step S64). Then, the computer determines whether or not the natural frequency of the ground can be clearly determined in the spectrum to be analyzed set in step S64 (step S65), and performs conditional branching (step S66).

上記ステップS66の条件分岐において、ステップS65の判定結果が「いいえ」である(すなわち、解析対象スペクトルにおいて、地盤の固有周波数を明りょうに判別することができない)場合、コンピュータは、次の解析候補スペクトルに対する解析を実行するため、jに1を加算して(ステップS69)ルーチンを繰り返す。
一方、ステップS66の条件分岐において、ステップS65の判定結果が「はい」である(すなわち、解析対象スペクトルにおいて、地盤の固有周波数を明りょうに判別することができる)場合、コンピュータは、lにjを代入する(ステップS67)。媒介変数lを使用することにより、コンピュータは、地盤の固有周波数が明りょうに判別できる解析候補スペクトルが何番目の解析候補スペクトルであるかを記憶することができる。続いて、コンピュータは、jにiよりも大きな値(本実施形態ではi+1)を代入して(ステップS68)、ステップS63の繰り返し処理を終了させる。言い換えると、コンピュータは、地盤の固有周波数が明りょうに判別できる解析候補スペクトルが見つかった場合に、以降の解析候補スペクトルに対する解析を省略する。
In the conditional branch of step S66, if the determination result of step S65 is “No” (that is, the natural frequency of the ground cannot be clearly determined in the analysis target spectrum), the computer analyzes the next analysis candidate. In order to perform analysis on the spectrum, 1 is added to j (step S69), and the routine is repeated.
On the other hand, in the conditional branch of step S66, when the determination result of step S65 is “Yes” (that is, the natural frequency of the ground can be clearly determined in the analysis target spectrum), the computer sets j to l. Is substituted (step S67). By using the parameter l, the computer can store the number of analysis candidate spectra that can be clearly discriminated from the natural frequency of the ground. Subsequently, the computer substitutes a value larger than i (i + 1 in the present embodiment) for j (step S68), and ends the repetition process of step S63. In other words, when an analysis candidate spectrum that can clearly discriminate the natural frequency of the ground is found, the computer omits subsequent analysis on the analysis candidate spectrum.

ステップS63による繰り返し処理を終えたコンピュータは、総数i個の解析候補スペクトルの中に地盤の固有周波数が明りょうに判別できる(すなわち、地盤の各固有周波数が高精度で推定できる)解析候補スペクトルが存在するか否かを、l=0であるか否かによって判定する(ステップS70)。
ここで、ステップS70において、判定結果が「いいえ」(すなわち、l≠0)である場合、コンピュータは、少なくともl番目の解析候補スペクトルにおいて、地盤の固有周波数を明りょうに判別することができると判定していることになる。このため、コンピュータは、ステップS70の判定結果が「いいえ」である場合に、l番目の解析候補スペクトルの固有周波数および非共鳴周波数をそれぞれb次まで算定して、推定対象地域における地盤の固有周波数および非共鳴周波数の推定結果として出力する(ステップS71)。そして、コンピュータは、推定対象地域における地盤の振動特性の推定結果を出力するステップS40を終了させる。
The computer that has completed the repetitive processing in step S63 can clearly determine the natural frequencies of the ground among the total number i of the analysis candidate spectra (that is, each natural frequency of the ground can be estimated with high accuracy). Whether or not it exists is determined by whether or not l = 0 (step S70).
Here, in step S70, when the determination result is “No” (that is, l ≠ 0), the computer can clearly determine the natural frequency of the ground in at least the l-th analysis candidate spectrum. It will be judged. Therefore, when the determination result in step S70 is “No”, the computer calculates the natural frequency and the non-resonant frequency of the l-th analysis candidate spectrum to the b-th order, and the natural frequency of the ground in the estimation target area. And it outputs as a non-resonant frequency estimation result (step S71). And a computer complete | finishes step S40 which outputs the estimation result of the vibration characteristic of the ground in an estimation object area.

一方、ステップS70において、判定結果が「はい」(すなわち、l=0)である場合、コンピュータは、地盤の固有周波数を明りょうに判別することができる解析候補スペクトルは存在しないと判定していることになる。このため、コンピュータは、ステップS70の判定結果が「はい」であり、かつ、i≧2である(すなわち、ステップS39で解析候補スペクトルが複数抽出された)場合に、1番目からi番目までの全ての解析候補スペクトルを相乗平均したスペクトルを算定し、このスペクトルを解析対象スペクトルとして設定し(ステップS72)、このステップS72で設定した解析対象スペクトルにおいて、地盤の固有周波数を明りょうに判別することができるか否かを判定して(ステップS73)、条件分岐を行う(ステップS74)。
ここで、上記ステップS73は、上述したステップS65と全く同じ処理であり、本実施形態の模擬地震波作成プログラムでは同一のサブルーチン(図41および図42のサブルーチン6を参照)を使用する。このため、以下においては、ステップS65およびステップS73について、その説明およびフローチャートの図示をステップS65の説明およびフローチャートの図示により代表させて行い、ステップS73の説明およびフローチャートの図示は省略する。
On the other hand, when the determination result is “Yes” (ie, l = 0) in step S70, the computer determines that there is no analysis candidate spectrum that can clearly determine the natural frequency of the ground. It will be. For this reason, when the determination result of step S70 is “Yes” and i ≧ 2 (that is, when a plurality of analysis candidate spectra are extracted in step S39), the computer performs the operations from the first to the i-th. A spectrum obtained by geometrically averaging all analysis candidate spectra is calculated, this spectrum is set as an analysis target spectrum (step S72), and the natural frequency of the ground is clearly discriminated in the analysis target spectrum set in step S72. Is determined (step S73), and conditional branching is performed (step S74).
Here, step S73 is exactly the same processing as step S65 described above, and the same subroutine (see subroutine 6 in FIGS. 41 and 42) is used in the simulated seismic wave creation program of the present embodiment. Therefore, in the following, with regard to step S65 and step S73, the description and the flowchart are represented by the description of step S65 and the flowchart, and the description of step S73 and the flowchart are omitted.

上述した各ステップによれば、複数の解析候補スペクトルに含まれるノイズの解析対象スペクトルへの影響を相乗平均により減らして、この解析対象スペクトルから地盤の振動特性を推定する精度を向上させることができる。言い換えると、ステップS72によれば、複数の解析候補スペクトルから、地盤の固有周波数をより明りょうに判別することができる解析対象スペクトルを用意することができる。これにより、地盤の固有周波数を明りょうに判別することができる解析候補スペクトルが存在しない場合であっても、地盤の振動特性を高精度で推定できる可能性を生じさせることができる。
なお、ステップS70の判定結果が「はい」であり、かつ、i=1である(すなわち、ステップS39で解析候補スペクトルが1つだけ抽出された)場合は、ステップS72以降の解析により地盤の振動特性の推定精度を向上させることができない。このため、ステップS70の判定結果が「はい」であり、かつ、i=1である場合、コンピュータは、「地盤の振動特性の推定に失敗した」旨のエラーメッセージを出力して模擬地震波作成プログラムを強制終了させる。
According to each step described above, the influence of noise included in a plurality of analysis candidate spectra on the analysis target spectrum can be reduced by geometric averaging, and the accuracy of estimating the vibration characteristics of the ground from the analysis target spectrum can be improved. . In other words, according to step S72, an analysis target spectrum that can more clearly discriminate the natural frequency of the ground can be prepared from a plurality of analysis candidate spectra. Thereby, even if there is no analysis candidate spectrum that can clearly determine the natural frequency of the ground, there is a possibility that the vibration characteristics of the ground can be estimated with high accuracy.
When the determination result in step S70 is “Yes” and i = 1 (that is, only one analysis candidate spectrum is extracted in step S39), the vibration of the ground is determined by the analysis after step S72. The estimation accuracy of characteristics cannot be improved. For this reason, when the determination result in step S70 is “Yes” and i = 1, the computer outputs an error message stating that “estimation of the vibration characteristics of the ground has failed” and generates a simulated seismic wave generation program Is forcibly terminated.

さて、上記ステップS74の条件分岐において、ステップS73の判定結果が「はい」である(すなわち、解析対象スペクトルにおいて、地盤の固有周波数を明りょうに判別することができる)場合、コンピュータは、解析対象スペクトルの固有周波数および非共鳴周波数をそれぞれb次まで算定して、推定対象地域における地盤の固有周波数および非共鳴周波数の推定結果として出力する(ステップS75)。そして、コンピュータは、推定対象地域における地盤の振動特性の推定結果を出力するステップS40を終了させる。
一方、ステップS74の条件分岐において、ステップS73の判定結果が「いいえ」である(すなわち、解析対象スペクトルにおいて、地盤の固有周波数を明りょうに判別することができない)場合、コンピュータは、1番目からi番目までの各解析候補スペクトルの各極値の頻度分布から、地盤の固有周波数および非共鳴周波数を判定して出力するステップS76を実行する。そして、コンピュータは、推定対象地域における地盤の振動特性の推定結果を出力するステップS40を終了させる。
In the conditional branch of step S74, if the determination result of step S73 is “Yes” (that is, the natural frequency of the ground can be clearly determined in the analysis target spectrum), the computer The natural frequency and non-resonant frequency of the spectrum are calculated up to the b-th order, and are output as estimation results of the natural frequency and non-resonant frequency of the ground in the estimation target area (step S75). And a computer complete | finishes step S40 which outputs the estimation result of the vibration characteristic of the ground in an estimation object area.
On the other hand, in the conditional branch of step S74, when the determination result of step S73 is “No” (that is, the natural frequency of the ground cannot be clearly determined in the analysis target spectrum), the computer starts from the first. Step S76 is executed in which the natural frequency and non-resonant frequency of the ground are determined and output from the frequency distribution of each extreme value of each i-th candidate analysis spectrum. And a computer complete | finishes step S40 which outputs the estimation result of the vibration characteristic of the ground in an estimation object area.

続いて、上述したステップS65の詳細について、図41および図42のフローチャートを用いて説明する。ここで、上述したステップS60で設定されてコンピュータに入力された最大次数bは、このコンピュータにより前もって取得されている(ステップS78)。また、後述するステップS90で大小関係を比較される所定値m(ただし、m>0)は、技術者により前もって設定されて、コンピュータに入力されている(ステップS80)。さらに、推定対象地域における地盤の物性によりb次以下の各固有周波数に成立する条件Dは、技術者が、ステップS65の実行前にコンピュータに設定させている(ステップS79)。上記地盤の物性は、技術者が前もって仮定してコンピュータに設定させている(ステップS77)。
なお、以下においては、特に記載されていない限り、技術者が「地盤の物性は、振動特性の推定対象地域において不均一性が比較的小さい」ことを仮定したものとして説明を行う。すなわち、上述した条件Dは、「b(=3)以下の自然数cに対して、c次固有周波数の値を1次固有周波数の値で割った商が、c=1ならば1、c=2ならば2.7以上3.3以下、c=3ならば4.5以上5.5以下となる」こととなる。
Next, details of step S65 described above will be described using the flowcharts of FIGS. Here, the maximum order b set in step S60 and input to the computer is acquired in advance by the computer (step S78). Further, a predetermined value m (where m> 0) whose magnitude relation is compared in step S90 described later is set in advance by an engineer and input to the computer (step S80). Furthermore, the condition D that is established for each natural frequency below the b-th order due to the physical properties of the ground in the estimation target area is set by the engineer before the execution of step S65 (step S79). The physical properties of the ground are assumed by the engineer in advance and set in the computer (step S77).
In the following description, unless otherwise stated, it is assumed that the engineer assumes that “the physical properties of the ground are relatively small in the region where the vibration characteristics are estimated”. That is, the above-mentioned condition D is that the quotient obtained by dividing the value of the c-order natural frequency by the value of the primary natural frequency with respect to the natural number c of “b (= 3) or less is 1 if c = 1, c = 2 is 2.7 to 3.3, and c = 3 is 4.5 to 5.5 ".

ステップS77ないしステップS80の前処理が行われた後に、ステップS65を実行したコンピュータは、まず上述したステップS64またはステップS72で設定されて用意された解析対象スペクトルを取得する(ステップS81)。
ついで、コンピュータは、ステップS81で取得された解析対象スペクトルのスペクトル密度の各極大値および各極小値を、所定の振動周波数の範囲(本実施形態では0.1[Hz]以上かつ100[Hz]以下の範囲)において全て算定して抽出する(ステップS82)。
After the preprocessing of step S77 to step S80 is performed, the computer that executed step S65 first obtains the analysis target spectrum set and prepared in step S64 or step S72 described above (step S81).
Next, the computer sets each maximum value and each minimum value of the spectral density of the analysis target spectrum acquired in step S81 to a predetermined vibration frequency range (in this embodiment, 0.1 [Hz] or more and 100 [Hz]). All are calculated and extracted in the following range) (step S82).

続いて、コンピュータは、ステップS82で算定して抽出されたスペクトル密度の極大値のうち、振動周波数の値が所定値(本実施形態では1[Hz])以上のものを抽出する(ステップS83)。このステップS83により、コンピュータは、ステップS65における判定結果から、一般に比較的大きい低周波ノイズの影響を除去することができる。
そして、コンピュータは、ステップS83で抽出された各極大値のうち、スペクトル密度が最大となる極大値を判定して、この極大値に1番の番号を付加する(ステップS84)。
Subsequently, the computer extracts the maximum value of the spectral density calculated and extracted in step S82, with the vibration frequency value being a predetermined value (1 [Hz] in this embodiment) or more (step S83). . In step S83, the computer can generally remove the influence of relatively large low-frequency noise from the determination result in step S65.
Then, the computer determines a local maximum value having the maximum spectral density among the local maximum values extracted in step S83, and adds the number 1 to the local maximum value (step S84).

続いて、コンピュータは、後述する繰り返し処理(ステップS86)に使用する媒介変数c、nを設定する(ステップS85)。ここで、上記cは現時点で解析されている極値が何番であるかを示す引数であり、上記ステップS85でc=1と設定される。また、nはブーリアン(boolean)型の引数であり、地盤の固有周波数が明りょうに判別できる場合は0となり、地盤の固有周波数が明りょうに判別できない場合は1となるように対応づけられている。このnは、上記ステップS85でn=0と設定される。
ステップS85で媒介変数c、nの初期設定を行ったコンピュータは、後述するステップS87ないしステップS95に示すルーチンを繰り返し処理する(ステップS86)。このステップS86は、cを増加させながら(ステップS91およびステップS95を参照)、c≦bという条件が満たされる間において繰り返し実行される。なお、ステップS86においてc>bとなった場合、コンピュータは上記繰り返し処理を終了させて後述するステップS96を実行する。
Subsequently, the computer sets parameter variables c and n to be used for an after-mentioned iterative process (step S86) (step S85). Here, c is an argument indicating the number of the extreme value analyzed at the present time, and c = 1 is set in step S85. In addition, n is a Boolean argument, and is associated with 0 if the natural frequency of the ground can be clearly identified, and 1 if the natural frequency of the ground cannot be clearly identified. Yes. This n is set to n = 0 in the above step S85.
The computer that has initially set the parameters c and n in step S85 repeatedly performs a routine shown in steps S87 to S95 described later (step S86). This step S86 is repeatedly executed while the condition of c ≦ b is satisfied while increasing c (see step S91 and step S95). If c> b is satisfied in step S86, the computer ends the repetitive processing and executes step S96 described later.

上記ステップS86により繰り返されるルーチンにおいて、コンピュータは、まずステップS82で抽出されたスペクトル密度の極小値のうち、振動周波数がc番の極大値における振動周波数よりも大きいものを抽出する(ステップS87)。ここで、ステップS87において極小値の抽出に失敗した場合、コンピュータは、nに1を代入する。そして、コンピュータは、cにbよりも大きな値(本実施形態ではb+1)を代入して、ステップS86の繰り返し処理を終了させる。上記処理によれば、コンピュータは、1番からb番までの極小値のうち、少なくとも1つの極小値の解析が実行できない場合に、解析対象スペクトルから地盤の固有周波数を明りょうに判別することはできないと判定することができる。
ついで、コンピュータは、ステップS87で抽出された各極小値のうち、振動周波数が最小となる極小値を判定して、この極小値にc番の番号を付加する(ステップS88)。続いて、コンピュータは、c番の極大値とc番の極小値との差pを算定して求め(ステップS89)、この差pがステップS80で設定されて入力された所定値m以上であるか否かを、差pと所定値mとの大小関係の比較により判定する(ステップS90)。
In the routine repeated in step S86, the computer first extracts a minimum value of the spectral density extracted in step S82 that has a vibration frequency greater than the vibration frequency at the c-th maximum value (step S87). If the extraction of the minimum value fails in step S87, the computer substitutes 1 for n. Then, the computer substitutes a value larger than b (b + 1 in the present embodiment) for c, and finishes the iterative process of step S86. According to the above processing, the computer can clearly determine the natural frequency of the ground from the analysis target spectrum when the analysis of at least one of the minimum values from No. 1 to b cannot be performed. It can be determined that it is not possible.
Next, the computer determines a minimum value that minimizes the vibration frequency from among the minimum values extracted in step S87, and adds the number c to the minimum value (step S88). Subsequently, the computer calculates and obtains a difference p between the c-th maximum value and the c-th minimum value (step S89), and the difference p is equal to or larger than the predetermined value m set and input in step S80. Is determined by comparing the magnitude relationship between the difference p and the predetermined value m (step S90).

ここで、ステップS90において、判定結果が「いいえ」(すなわち、p<m)である場合、c番の極大値とc番の極小値との差pは、解析対象スペクトルに現れた比較的小さなノイズが反映されたものであると考えることができる。すなわち、ステップS90の判定結果が「いいえ」である場合、解析対象スペクトルから地盤の固有周波数を明りょうに判別することはできないと考えることができる。
このため、コンピュータは、ステップS90の判定結果が「いいえ」である場合に、nに1を代入し、cにbよりも大きな値(本実施形態ではb+1)を代入して(ステップS91)、ステップS55の繰り返し処理を終了させる。言い換えると、コンピュータは、解析対象スペクトルから地盤の固有周波数を明りょうに判別することはできないと判定した場合に、以降の繰り返し処理を省略する。
Here, in Step S90, when the determination result is “No” (that is, p <m), the difference p between the c-th local maximum value and the c-th local minimum value is relatively small that appears in the analysis target spectrum. It can be considered that noise is reflected. That is, when the determination result in step S90 is “No”, it can be considered that the natural frequency of the ground cannot be clearly determined from the analysis target spectrum.
Therefore, when the determination result in step S90 is “No”, the computer substitutes 1 for n, substitutes a value larger than b (b + 1 in this embodiment) for c (step S91), The repeating process of step S55 is terminated. In other words, when the computer determines that the natural frequency of the ground cannot be clearly determined from the analysis target spectrum, the computer repeats the subsequent iterative process.

一方、ステップS90において、判定結果が「はい」(すなわち、p≧m)である場合、コンピュータは、c番の極大値における振動周波数が地盤のc次固有周波数に等しいと仮定したときに、この地盤のc次固有周波数がステップS79で設定された条件Dが満たされて成立するか否かを判定する(ステップS92)。
さて、ステップS92において、判定結果が「成立しない」である場合、c番の極大値またはc番の極小値の少なくとも一方は、解析対象スペクトルに現れたノイズの極大値または極小値が反映されたものであると考えることができる。すなわち、ステップS92の判定結果が「成立しない」である場合、解析対象スペクトルから地盤の固有周波数を明りょうに判別することはできないと考えることができる。このため、コンピュータは、ステップS92の判定結果が「成立しない」である場合に、上述したステップS91を実行して、ステップS86の繰り返し処理を終了させる。
On the other hand, when the determination result is “Yes” (ie, p ≧ m) in step S90, the computer assumes that the vibration frequency at the c-th maximum value is equal to the c-order natural frequency of the ground. It is determined whether or not the c-th natural frequency of the ground is satisfied when the condition D set in step S79 is satisfied (step S92).
In step S92, when the determination result is “not established”, at least one of the c-th local maximum value and the c-th local minimum value reflects the local maximum value or local minimum value of noise appearing in the analysis target spectrum. You can think of it as something. That is, when the determination result in step S92 is “not established”, it can be considered that the natural frequency of the ground cannot be clearly determined from the analysis target spectrum. For this reason, when the determination result of step S92 is “not established”, the computer executes step S91 described above and ends the repetition process of step S86.

また、ステップS92において、判定結果が「成立する」である場合、コンピュータは、ステップS86における次の繰り返し処理のための準備を行う。すなわち、コンピュータは、まずステップS82で抽出されたスペクトル密度の極大値のうち、振動周波数がc番の極大値における振動周波数よりも大きいものを抽出する(ステップS93)。ここで、ステップS93において極大値の抽出に失敗した場合、コンピュータは、c≠bであるか否かを判定し、c≠bである場合のみnに1を代入する。そして、コンピュータは、cにbよりも大きな値(本実施形態ではb+1)を代入して、ステップS86の繰り返し処理を終了させる。
上記処理によれば、コンピュータは、1番からb番までの極大値のうち、少なくとも1つの極大値の解析が実行できない場合に、解析対象スペクトルから地盤の固有周波数を明りょうに判別することはできないと判定することができる。また、コンピュータは、少なくとも1番からb番までの全ての極大値の解析が実行できた場合に、(b+1)番以降の極大値の解析が実行できるか否かにかかわらず、解析対象スペクトルから地盤の固有周波数が明りょうに判別できるか否かの判定を行うことができる。
If the determination result is “Established” in step S92, the computer prepares for the next iterative process in step S86. That is, the computer first extracts a maximum value of the spectral density extracted in step S82 that has a vibration frequency greater than the vibration frequency at the c-th maximum value (step S93). Here, when the extraction of the maximum value fails in step S93, the computer determines whether c ≠ b, and substitutes 1 for n only when c ≠ b. Then, the computer substitutes a value larger than b (b + 1 in the present embodiment) for c, and finishes the iterative process of step S86.
According to the above processing, the computer can clearly determine the natural frequency of the ground from the analysis target spectrum when the analysis of at least one of the maximum values from 1 to b cannot be performed. It can be determined that it is not possible. In addition, when the computer can analyze all the local maximum values from No. 1 to No. b, the computer can analyze from the spectrum to be analyzed regardless of whether or not the local maximum values after (b + 1) can be analyzed. It can be determined whether or not the natural frequency of the ground can be clearly identified.

ついで、コンピュータは、ステップS93で抽出された各極大値のうち、振動周波数が最小となる極大値を判定して、この極大値に(c+1)番の番号を付加する(ステップS94)。
そして、ステップS93およびステップS94を実行したコンピュータは、cに1を加算して(ステップS95)ルーチンを繰り返す。
Next, the computer determines the local maximum value at which the vibration frequency is minimum among the local maximum values extracted in step S93, and adds the number (c + 1) to the local maximum value (step S94).
And the computer which performed step S93 and step S94 adds 1 to c (step S95), and repeats routine.

ステップS86による繰り返し処理が終わった時点でn=0である場合、b以下の任意の自然数cに対して、c番のスペクトル密度の極大値と、c番のスペクトル密度の極小値との差が所定値m以上であるという第1の条件と、c番のスペクトル密度の極大値における振動周波数が、物性仮定ステップで仮定された地盤の物性およびcから導かれる所定の条件Dを満たすという第2の条件と、がともに満たされている。すなわち、解析対象スペクトルにおける地盤の固有周波数の推定精度は高いということができる。
このため、ステップS86による繰り返し処理を終えたコンピュータは、解析対象スペクトルにおいて地盤の固有周波数が明りょうに判別できるか否かを、n=0であるか否かによって判定する(ステップS96)。
When n = 0 at the time when the repetitive processing in step S86 is completed, the difference between the maximum value of the c-th spectral density and the minimum value of the c-th spectral density with respect to an arbitrary natural number c equal to or less than b is A first condition that the value is greater than or equal to a predetermined value m, and a second condition that the vibration frequency at the maximum value of the c-th spectral density satisfies the physical property of the ground assumed in the physical property assumption step and the predetermined condition D derived from c. Both of these conditions are satisfied. That is, it can be said that the estimation accuracy of the natural frequency of the ground in the analysis target spectrum is high.
For this reason, the computer that has finished the repetitive processing in step S86 determines whether or not the natural frequency of the ground can be clearly determined in the analysis target spectrum by determining whether n = 0 (step S96).

ここで、上記ステップS96において、判定結果が「はい」(すなわち、n=0)である場合、コンピュータは、「解析対象スペクトルから地盤の固有周波数を明りょうに判別することができる」と判定して出力する(ステップS97)。
一方、ステップS96において、判定結果が「いいえ」(すなわち、n=1)である場合、コンピュータは、「解析対象スペクトルから地盤の固有周波数を明りょうに判別することはできない」と判定して出力する(ステップS98)。
Here, when the determination result is “Yes” (ie, n = 0) in Step S96, the computer determines that “the natural frequency of the ground can be clearly determined from the analysis target spectrum”. Are output (step S97).
On the other hand, if the determination result is “No” (ie, n = 1) in step S96, the computer determines that “the natural frequency of the ground cannot be clearly determined from the analysis target spectrum” and is output. (Step S98).

そして、上記ステップS97またはステップS98のいずれかを実行したコンピュータは、解析対象スペクトルにおいて地盤の固有周波数を明りょうに判別することができるか否かを判定するステップS65を終了させる。
上記各ステップによれば、各解析候補スペクトルから用意された解析対象スペクトルにおいて、スペクトル密度の極大値と極小値との差が大きく、かつ、地盤の物性および固有周波数の次数によって決定される所定の条件Dを満たす解析対象スペクトルが抽出される。これにより、地盤の各固有周波数が高精度で推定される解析対象スペクトルが存在した場合に、この解析対象スペクトルの各固有周波数を推定対象地域の地盤の固有周波数と判定することで、地盤の各固有周波数の推定精度を向上させることができる。
Then, the computer that has executed either step S97 or step S98 ends step S65 for determining whether or not the natural frequency of the ground can be clearly determined in the analysis target spectrum.
According to each of the above steps, in the analysis target spectrum prepared from each analysis candidate spectrum, the difference between the maximum value and the minimum value of the spectral density is large, and the predetermined property determined by the physical properties of the ground and the order of the natural frequency An analysis target spectrum that satisfies the condition D is extracted. As a result, when there is an analysis target spectrum in which each natural frequency of the ground is estimated with high accuracy, each natural frequency of this analysis target spectrum is determined as the natural frequency of the ground in the estimation target area. The estimation accuracy of the natural frequency can be improved.

続いて、上述したステップS76の詳細について、図43ないし図45のフローチャートと、図46および図47の各グラフと、を用いて説明する。
ステップS76を実行したコンピュータは、まず判定されるべき地盤の固有周波数および非共鳴周波数の最大次数bと、解析候補スペクトルの総数iと、をそれぞれ取得する(ステップS99)。
Next, details of step S76 described above will be described using the flowcharts of FIGS. 43 to 45 and the graphs of FIGS. 46 and 47. FIG.
The computer that has executed step S76 first acquires the maximum order b of the natural frequency and non-resonant frequency of the ground to be determined and the total number i of analysis candidate spectra (step S99).

ついで、コンピュータは、1番目からi番目までの各解析候補スペクトルの、所定の振動周波数の範囲(本実施形態では0.1[Hz]以上かつ100[Hz]以下の範囲)におけるスペクトル密度の各極大値および各極小値を全て取得して用意する(ステップS100)。
ところで、上述したステップS65では、解析候補スペクトルをそのまま解析対象スペクトルとして解析を行う際に、解析対象スペクトルの各極大値および各極小値をそれぞれ算定して抽出するステップS82が実行される。このため、上記ステップS100において取得される各極大値および各極小値には、上記ステップS65における上記ステップS82の抽出結果を流用して用いることができる。
Next, the computer calculates each spectral density of each of the first to i-th analysis candidate spectra in a predetermined vibration frequency range (in the present embodiment, a range of 0.1 [Hz] to 100 [Hz]). All local maximum values and local minimum values are acquired and prepared (step S100).
By the way, in the above-described step S65, when the analysis candidate spectrum is analyzed as it is as the analysis target spectrum, step S82 for calculating and extracting each maximum value and each minimum value of the analysis target spectrum is executed. For this reason, the extraction result of step S82 in step S65 can be used for each local maximum value and local minimum value acquired in step S100.

ステップS100で各解析候補スペクトルのスペクトル密度の各極大値を取得したコンピュータは、この各極大値の出現回数の頻度分布を所定の振動周波数の区間範囲に対して離散関数として求めて作成し(ステップS101)、求めた頻度分布の振動周波数に対する移動平均(本実施形態では、前後のデータを7区間分ずつ含めた15区間の単純移動平均)を算定して、第1の移動平均として求める(ステップS102)。
なお、本実施形態では上記各極大値の頻度分布および第1の移動平均をグラフにプロットする操作を行うことはないが、各極大値の頻度分布および第1の移動平均をグラフにプロットした場合、例えば図46に示す極大値データ点4の頻度分布および第1の移動平均5のグラフが得られる。
The computer that has acquired each local maximum value of the spectral density of each analysis candidate spectrum in step S100 creates a frequency distribution of the number of appearances of each local maximum value as a discrete function with respect to a predetermined range of vibration frequencies (step S100). S101) A moving average (in this embodiment, a simple moving average of 15 sections including the preceding and succeeding data for 7 sections) is calculated and obtained as the first moving average (step S101). S102).
In this embodiment, the operation of plotting the frequency distribution of each local maximum value and the first moving average on the graph is not performed, but the frequency distribution of each local maximum value and the first moving average are plotted on the graph. For example, the graph of the frequency distribution of the local maximum data points 4 and the first moving average 5 shown in FIG. 46 is obtained.

また、ステップS100で各解析候補スペクトルのスペクトル密度の各極小値を取得したコンピュータは、この各極小値の出現回数の頻度分布を所定の振動周波数の区間範囲に対して離散関数として求めて作成し(ステップS103)、求めた頻度分布の振動周波数に対する移動平均(本実施形態では、前後のデータを7区間分ずつ含めた15区間の単純移動平均)を算定して、第2の移動平均として求める(ステップS104)。
なお、本実施形態では上記各極小値の頻度分布および第2の移動平均をグラフにプロットする操作を行うことはないが、各極小値の頻度分布および第2の移動平均をグラフにプロットした場合、例えば図47に示す極小値データ点6の頻度分布および第2の移動平均7のグラフが得られる。
In addition, the computer that has acquired each minimum value of the spectral density of each analysis candidate spectrum in step S100 obtains the frequency distribution of the number of occurrences of each minimum value as a discrete function with respect to a predetermined range of vibration frequencies. (Step S103) A moving average with respect to the vibration frequency of the obtained frequency distribution (in this embodiment, a simple moving average of 15 sections including preceding and subsequent data for 7 sections) is calculated and obtained as a second moving average. (Step S104).
In the present embodiment, the frequency distribution of each local minimum value and the second moving average are not plotted on a graph, but the frequency distribution of each local minimum value and the second moving average are plotted on a graph. For example, a graph of the frequency distribution of the minimum value data points 6 and the second moving average 7 shown in FIG. 47 is obtained.

さて、ステップS102で第1の移動平均を求めたコンピュータは、この第1の移動平均から、解析候補スペクトルにおいてスペクトル密度を極大にする固有周波数が存在する可能性が高い振動周波数(以下、「固有周波数候補」とも称する。)を推定する。すなわち、コンピュータは、上記第1の移動平均における各極大値のうち、振動周波数の値が所定値o(本実施形態では1[Hz])以上となる極大値を抽出し、抽出された各極大値における振動周波数を固有周波数候補として抽出する(ステップS105)。このステップS105は、図46に示す第1の移動平均5の極大値から、振動周波数が所定値o以上となる極大値を抽出して固有周波数候補8として設定することに相当する。
なお、上記ステップS105において、固有周波数候補から振動周波数の値が所定値未満となるものを除外することにより、コンピュータは、後述するステップS107ないしステップS112における判定結果から、一般に比較的大きい低周波ノイズの影響を除去することができる。
Now, the computer that has obtained the first moving average in step S102 determines from this first moving average a vibration frequency (hereinafter referred to as “natural frequency”) that is likely to have a natural frequency that maximizes the spectral density in the analysis candidate spectrum. Also referred to as “frequency candidate”). That is, the computer extracts a local maximum value in which the value of the vibration frequency is equal to or higher than a predetermined value o (1 [Hz] in the present embodiment) among the local maximum values in the first moving average. The vibration frequency in the value is extracted as a natural frequency candidate (step S105). This step S105 corresponds to extracting a maximum value at which the vibration frequency is equal to or higher than the predetermined value o from the maximum value of the first moving average 5 shown in FIG.
In step S105 described above, by excluding the natural frequency candidates from which the vibration frequency value is less than the predetermined value, the computer can generally detect relatively large low-frequency noise from the determination results in steps S107 to S112 described later. Can be removed.

また、ステップS104で第2の移動平均を求めたコンピュータは、この第2の移動平均から、解析候補スペクトルにおいてスペクトル密度を極小にする非共鳴周波数が存在する可能性が高い振動周波数(以下、「非共鳴周波数候補」とも称する。)を推定する。すなわち、コンピュータは、上記第2の移動平均における各極大値のうち、振動周波数の値が所定値q(本実施形態では1[Hz])以上となる極大値を抽出し、抽出された各極大値における振動周波数を非共鳴周波数候補として抽出する(ステップS106)。このステップS106は、図47に示す第2の移動平均7の極大値から、振動周波数が所定値q以上となる極大値を抽出して非共鳴周波数候補9として設定することに相当する。
なお、上記ステップS106において、非共鳴周波数候補から振動周波数の値が所定値未満となるものを除外することにより、コンピュータは、後述するステップS107ないしステップS112における判定結果から、一般に比較的大きい低周波ノイズの影響を除去することができる。
In addition, the computer that has obtained the second moving average in step S104 determines from this second moving average a vibration frequency (hereinafter referred to as “a resonance frequency that is likely to have a non-resonant frequency that minimizes the spectral density in the analysis candidate spectrum”). Also called “non-resonant frequency candidate”). That is, the computer extracts a local maximum value in which the value of the vibration frequency is equal to or higher than a predetermined value q (1 [Hz] in the present embodiment) among the local maximum values in the second moving average, and the extracted local maximums. The vibration frequency in the value is extracted as a non-resonant frequency candidate (step S106). This step S106 corresponds to extracting a local maximum value at which the vibration frequency is equal to or higher than the predetermined value q from the local maximum value of the second moving average 7 shown in FIG.
In step S106, by excluding those whose vibration frequency values are less than a predetermined value from the non-resonant frequency candidates, the computer can generally detect a relatively large low frequency from the determination results in steps S107 to S112 described later. The influence of noise can be removed.

上記ステップS105およびステップS106により固有周波数候補および非共鳴周波数候補の抽出と設定をそれぞれ実行したコンピュータは、固有周波数候補のうち、振動周波数に対するスペクトル密度が最大のものを、地盤の1次固有周波数r(図46参照)であると判定して出力する(ステップS107)。
続いて、コンピュータは、後述する繰り返し処理(ステップS110)に使用する媒介変数aを設定する(ステップS108)。ここで、上記aは現時点で解析されている固有周波数および非共鳴周波数の次数を示す引数であり、上記ステップS108でa=1と設定される。
The computer that has performed the extraction and setting of the natural frequency candidate and the non-resonant frequency candidate in Steps S105 and S106, respectively, selects the natural frequency candidate having the highest spectral density with respect to the vibration frequency as the primary natural frequency r of the ground. 1 (see FIG. 46) and output (step S107).
Subsequently, the computer sets a parameter a to be used for an after-mentioned iterative process (step S110) (step S108). Here, a is an argument indicating the order of the natural frequency and the non-resonant frequency currently analyzed, and a = 1 is set in step S108.

ステップS108で媒介変数aの初期設定を行ったコンピュータは、aと上述したステップS99で取得したbとの大小関係を比較して、b>aであるか否かを判定する(ステップS109)。
ここで、上記ステップS109において、判定結果が「いいえ」(すなわち、b=a=1)である場合、地盤の1次非共鳴周波数を判定すれば振動特性の推定が終了することとなる。このため、コンピュータは、ステップS109において、判定結果が「いいえ」である場合、非共鳴周波数候補のうち、地盤のb(=1)次固有周波数よりも大きな非共鳴周波数候補を抽出し(ステップS111)、抽出された非共鳴周波数候補のうち最小のものを地盤のb(=1)次非共鳴周波数u(図47参照)であると判定して出力する(ステップS112)。そして、コンピュータは、1番目からi番目までの各解析候補スペクトルの各極値の頻度分布から、地盤の固有周波数および非共鳴周波数を判定して出力するステップS76を終了させる。
The computer that performed the initial setting of the parameter a in step S108 compares the magnitude relationship between a and b acquired in step S99 described above, and determines whether b> a is satisfied (step S109).
Here, in the above-described step S109, when the determination result is “No” (that is, b = a = 1), if the primary non-resonant frequency of the ground is determined, the estimation of the vibration characteristics is completed. Therefore, when the determination result is “No” in step S109, the computer extracts a non-resonant frequency candidate that is larger than the b (= 1) -order natural frequency of the ground from the non-resonant frequency candidates (step S111). ), It determines that the smallest one of the extracted non-resonant frequency candidates is the b (= 1) -order non-resonant frequency u b (see FIG. 47) of the ground and outputs it (step S112). Then, the computer ends the step S76 of determining and outputting the natural frequency and non-resonant frequency of the ground from the frequency distribution of each extreme value of each of the first to i-th analysis candidate spectra.

一方、上記ステップS109において、判定結果が「はい」(すなわち、b>a=1)である場合、コンピュータは、地盤の固有周波数をおよび非共鳴周波数を次数が小さい順に判定して出力するステップS110を実行する。このステップS110では、コンピュータは、まず上述したaとbとを取得する(ステップS113)。
ついで、コンピュータは、後述するステップS115ないしステップS119に示すルーチンを繰り返し処理する(ステップS114)。このステップS114は、aを1ずつ増加させながら(ステップS119を参照)、a<bという条件が満たされる間において繰り返し実行される。なお、ステップS114においてa≧bとなった場合、コンピュータは上記繰り返し処理を終了させる。
On the other hand, when the determination result is “Yes” (ie, b> a = 1) in step S109, the computer determines and outputs the natural frequency of the ground and the non-resonant frequency in ascending order. Execute. In step S110, the computer first acquires a and b described above (step S113).
Next, the computer repeatedly performs a routine shown in steps S115 to S119 described later (step S114). This step S114 is repeatedly executed while a is increased by 1 (see step S119) while the condition of a <b is satisfied. If a ≧ b is satisfied in step S114, the computer ends the above repeating process.

上記ステップS114により繰り返されるルーチンにおいて、コンピュータは、まず地盤のa次固有周波数よりも大きな非共鳴周波数候補を抽出し(ステップS115)、抽出された非共鳴周波数候補のうち最小のものを地盤のa次非共鳴周波数u(図47参照)であると判定して出力する(ステップS116)。
続いて、コンピュータは、地盤のa次非共鳴周波数よりも大きな固有周波数候補を抽出し(ステップS117)、抽出された固有周波数候補のうち最小のものを地盤の(a+1)次固有周波数周波数r(a+1)(図46参照)であると判定して出力する(ステップS118)。
In the routine repeated in step S114, the computer first extracts a non-resonant frequency candidate that is larger than the a-order natural frequency of the ground (step S115), and selects the smallest one of the extracted non-resonant frequency candidates as the ground a. it is determined that the next non-resonant frequency u a (see FIG. 47) and outputs (step S116).
Subsequently, the computer extracts natural frequency candidates larger than the a-order non-resonant frequency of the ground (step S117), and the smallest one of the extracted natural frequency candidates is the (a + 1) -th natural frequency frequency r ( a + 1) (see FIG. 46) and output (step S118).

そして、上述したステップS114ないしステップS118を実行したコンピュータは、次の次数の非共鳴周波数および固有周波数に対する判定を実行するため、aに1を加算して(ステップS119)ルーチンを繰り返す。
なお、上述した第1の移動平均には、地盤の固有周波数の影響とは別に、ノイズの卓越振動周波数の影響による極大値が見られることがある(例えば図46の2[Hz]前後の振動周波数での固有周波数候補8を参照)。ここで、地盤の固有周波数と非共鳴周波数とを次数が低い順に交互に判定することで、上記卓越振動周波数の影響による振動特性の推定の誤りを減らすことができる。
Then, the computer that has executed the above-described steps S114 to S118 adds 1 to a (step S119) and repeats the routine in order to execute the determination for the next-order nonresonant frequency and natural frequency.
In addition, in the first moving average described above, there may be a local maximum value due to the influence of the dominant vibration frequency of noise in addition to the influence of the natural frequency of the ground (for example, vibration around 2 [Hz] in FIG. 46). See candidate natural frequency 8 in frequency). Here, by alternately determining the natural frequency and the non-resonant frequency of the ground in order of decreasing order, it is possible to reduce errors in estimation of vibration characteristics due to the influence of the dominant vibration frequency.

ところで、上述したステップS114により繰り返されるルーチンでは、地盤のb次非共鳴周波数を判定する前に繰り返し処理が終了する。このため、上記ステップS114の繰り返し処理を実行したコンピュータは、非共鳴周波数候補のうち、地盤のb次固有周波数よりも大きな非共鳴周波数候補を抽出し(ステップS111)、抽出された非共鳴周波数候補のうち最小のものを地盤のb次非共鳴周波数u(図47参照)であると判定して出力する(ステップS112)。
そして、コンピュータは、1番目からi番目までの各解析候補スペクトルの各極値の頻度分布から、地盤の固有周波数および非共鳴周波数を判定して出力するステップS76を終了させる。
By the way, in the routine repeated by step S114 mentioned above, a repetition process is complete | finished before determining the b-order non-resonance frequency of a ground. For this reason, the computer that has performed the repetitive processing in step S114 extracts non-resonant frequency candidates larger than the b-th natural frequency of the ground from the non-resonant frequency candidates (step S111), and the extracted non-resonant frequency candidates The smallest one of them is determined to be the b-th order non-resonant frequency u b (see FIG. 47) of the ground and output (step S112).
Then, the computer ends the step S76 of determining and outputting the natural frequency and non-resonant frequency of the ground from the frequency distribution of each extreme value of each of the first to i-th analysis candidate spectra.

上述した各ステップによれば、常時微動の複数の時間断面における非定常スペクトルである解析候補スペクトルにおいて、スペクトル密度の極大値および極小値の出現割合が高い振動周波数が、それぞれ地盤の各固有周波数および各非共鳴周波数に対応すると判定する。これにより、解析候補スペクトルの中にノイズが比較的大きいデータが混ざっていたとしても、ノイズが比較的小さい他の解析候補スペクトルから地盤の各固有周波数および各非共鳴周波数を推定することができる。
また、解析候補スペクトルにおけるスペクトル密度の極大値の最大値(すなわち、スペクトル密度の最大値)に対応する振動周波数を1次固有周波数rと判定し、地盤の各固有周波数および各非共鳴周波数を次数が低い順に判定することで、この各固有周波数および各非共鳴周波数の次数を簡単に判定することができる。
According to each step described above, in the analysis candidate spectrum that is a non-stationary spectrum in a plurality of time sections of microtremors, vibration frequencies having a high appearance ratio of the maximum value and the minimum value of the spectral density are respectively the natural frequency of the ground and It determines with corresponding to each non-resonance frequency. Thereby, even if data with relatively large noise is mixed in the analysis candidate spectrum, each natural frequency and each non-resonant frequency of the ground can be estimated from another analysis candidate spectrum with relatively small noise.
Further, the vibration frequency corresponding to the maximum value of the spectral density maximum in the analysis candidate spectrum (that is, the maximum value of the spectral density) is determined as the primary natural frequency r 1, and each natural frequency and each non-resonant frequency of the ground is determined. By determining in ascending order, the order of each natural frequency and each non-resonant frequency can be easily determined.

本発明は、上述した第1および第2の実施形態で説明した外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、以下のような各種の形態を実施することができる。
(1)本発明の模擬地震波を作成する方法は、技術者が、コンピュータ読み取り可能な記録媒体から模擬地震波作成プログラムを読み取ったコンピュータに、模擬地震波を作成させる方法に限定されない。すなわち、模擬地震波作成プログラムを、インターネットなどの記録媒体を用いない情報伝達手段を通じてコンピュータに読み込ませて実行させることができる。また、技術者は、適宜選択した計算手段を用いて本発明の各ステップを実行することにより、模擬地震波作成プログラムを用いることなく模擬地震波を作成することができる。
(2)解析パラメータ用意ステップは上記各実施形態の方法に限定されない。すなわち、例えば対象地域の常時微動のH/Vスペクトル比のデータを用意し、このH/Vスペクトル比のデータから対象地域の地盤の地盤特性を推定して解析パラメータを用意することができる。
(3)インバージョンステップにおけるインバージョンは、1次元成層構造モデルに対する重複反射理論に基づいたインバージョンに限定されない。すなわち、例えば2次元または3次元の有限要素モデルなどの地盤モデルを選択してインバージョンを行うことができる。また、インバージョンの手法として波形インバージョンなどの公知の手法を選択して採用することができ、時間領域での計算処理を行うか周波数領域での計算処理を行うかは適宜変更することができる。
(4)振幅調整地震波の長周期成分の振幅を補正するか否かの判定方法および補正の方法は適宜変更することができる。また、振幅調整地震波の長周期成分の振幅を必ず補正する方法または上記補正を全く行わない方法を採用することもできる。また、長周期成分の振幅の補正を、振幅調整地震波にではなく弱小地震動にかける方法を採用することもできる。
(5)第1の実施形態に係る模擬地震波作成プログラムにおいて、データベースから複数の弱小地震動のデータが抽出された場合に1つの弱小地震動を抽出する方法は、上記実施形態に限定されない。すなわち、各弱小地震動を発生させた地震をそれぞれ観測地震として設定することで、第2の実施形態に係る模擬地震波作成プログラムと同様に、各観測地震と模擬地震との対比によって解析用データを用意するための観測地震および弱小地震動を選択することができる。
(6)第2の実施形態に係る模擬地震波作成プログラムにおいて、観測地震の地震データを、対象地域の地震観測から得られたデータだけから推定することができる。すなわち、対象地域の地震観測により、以下の(イ)ないし(ニ)の各データを確保して観測地震の地震データを設定するために用いることができる。
(イ)観測地震のマグニチュード。これは、粗密波およびせん断波の各地震波到達時刻、または、粗密波の卓越振動周波数から求められる。
(ロ)観測地震の震央方位および地震波の入射角。これらは、3軸の加速度波形から求められる。
(ハ)観測地震の震源距離。これは、粗密波およびせん断波の各地震波到達時刻、または、上記(イ)で求めた観測地震のマグニチュードと加速度波形の初動の振幅とから求められる。
(ニ)観測地震の震源の位置。これは、上記(ハ)で求めた観測地震の震源距離と、上記(ロ)で求めた観測地震の震央方位および地震波の入射角と、から求められる。
また、上記(イ)ないし(ニ)の各データは、対象地域で観測された地震に対応する地震を地震観測網により観測された地震のデータベースから抽出する際に、この抽出の精度を向上させるために用いることもできる。
(7)第2の実施形態に係る模擬地震波作成プログラムにおいて、複数の観測地震から解析用データを用意するための観測地震を選択する方法は、上記実施形態に限定されない。すなわち、観測地震を選択すべき区分に複数の観測地震が分類されている場合に、この各観測地震から1つの観測地震を選択するために対比するマグニチュードを、例えば気象庁マグニチュードなど、任意のマグニチュードに変更することができる。また、各観測地震と模擬地震との対比を、例えば地震のメカニズム解などの、地震の震源特性を示すパラメータの比較により行うことで、観測地震と模擬地震との間の震源特性の違いを少なくするように観測地震を選択する方法を用いることができる。また、第1の実施形態に係る模擬地震波作成プログラムと同様に、各観測地震の弱小地震動の特性が最もよく反映される観測地震および弱小地震動を1つ抽出することもできる。
(8)第3の実施形態に係る模擬地震波作成プログラムにおいて用意される各時間断面は、常時微動の非定常スペクトルを所定のサンプリング周波数で離散化したものに限定されない。すなわち、各時間断面の時間軸上の位置は、常時微動の非定常スペクトルのデータが存在する1箇所以上の任意の位置に設定することができる。また、常時微動の非定常スペクトルを時間に対する離散関数として算定し、この離散関数が値を有する各離散時間領域から、所定の条件を満たす離散時間領域を抽出することで各時間断面を用意することができる。
(9)第3の実施形態に係る模擬地震波作成プログラムにおいて各時間断面から解析候補スペクトルを抽出するためのスペクトル強度の基準は、各時間断面のスペクトル強度が所定の基準値以下であるか否かという基準に限定されない。すなわち、例えば各時間断面を、スペクトル強度が小さい順に所定数(または各時間断面の総数に対して所定の割合)だけ抽出して解析候補スペクトルとすることができる。
(10)第3の実施形態に係る模擬地震波作成プログラムにおいて複数の解析候補スペクトルを用いて解析対象スペクトルを用意する方法は、全ての解析候補スペクトルを相乗平均する方法に限定されない。すなわち、複数存在する解析候補スペクトルの任意の組み合わせに対して、相加平均やアンサンブル平均など、ノイズの影響を低減させることができる任意の平均を取ることで、解析対象スペクトルを用意することができる。
(11)各ステップの実行順は上記各実施形態の順序に限定されない。すなわち、例えば振幅設定ステップを振幅倍率算定ステップの直前に実行するなど、各ステップの実行順を適宜変更することができる。
The present invention is not limited to the appearance and configuration described in the first and second embodiments described above, and various modifications, additions, and deletions can be made without changing the gist of the present invention. For example, the following various forms can be implemented.
(1) The method of creating a simulated seismic wave according to the present invention is not limited to a method in which a technician reads a simulated seismic wave creating program from a computer-readable recording medium and creates a simulated seismic wave. That is, the simulated seismic wave creation program can be read and executed by a computer through information transmission means that does not use a recording medium such as the Internet. In addition, the engineer can create a simulated seismic wave without using a simulated seismic wave creating program by executing each step of the present invention using an appropriately selected calculation means.
(2) The analysis parameter preparation step is not limited to the method of each of the above embodiments. That is, for example, it is possible to prepare H / V spectrum ratio data of microtremors in the target area, and to estimate the ground characteristics of the ground in the target area from the H / V spectrum ratio data, and prepare analysis parameters.
(3) The inversion in the inversion step is not limited to the inversion based on the double reflection theory for the one-dimensional stratified structure model. That is, for example, a ground model such as a two-dimensional or three-dimensional finite element model can be selected to perform inversion. In addition, a known method such as waveform inversion can be selected and used as the inversion method, and it can be appropriately changed whether the calculation process in the time domain or the frequency domain is performed. .
(4) Amplitude adjustment The method for determining whether or not to correct the amplitude of the long-period component of the seismic wave and the correction method can be changed as appropriate. It is also possible to employ a method that always corrects the amplitude of the long-period component of the amplitude-adjusted seismic wave or a method that does not perform the above correction at all. It is also possible to employ a method in which the correction of the amplitude of the long-period component is applied not to the amplitude-adjusted seismic wave but to the weak ground motion.
(5) In the simulated seismic wave creation program according to the first embodiment, a method of extracting one weak ground motion when a plurality of weak ground motion data is extracted from the database is not limited to the above embodiment. That is, by setting each earthquake that generated each weak ground motion as an observed earthquake, data for analysis is prepared by comparing each observed earthquake with the simulated earthquake, similar to the simulated seismic wave creation program according to the second embodiment. It is possible to select observed earthquakes and weak ground motions.
(6) In the simulated seismic wave creation program according to the second embodiment, the earthquake data of the observed earthquake can be estimated only from the data obtained from the earthquake observation of the target area. That is, it is possible to secure the following data (A) to (D) and set the seismic data of the observed earthquake by seismic observation of the target area.
(B) The magnitude of the observed earthquake. This is obtained from the arrival time of each seismic wave of the dense wave and the shear wave or the dominant vibration frequency of the dense wave.
(B) Epicenter direction of the observed earthquake and incident angle of the seismic wave. These are obtained from triaxial acceleration waveforms.
(C) Source distance of observed earthquakes. This can be obtained from the arrival times of the seismic waves of the dense wave and the shear wave, or the magnitude of the observed earthquake and the amplitude of the initial motion of the acceleration waveform obtained in (a) above.
(D) Location of the epicenter of the observed earthquake. This is obtained from the epicenter distance of the observed earthquake obtained in (c) above, the epicenter direction of the observed earthquake and the incident angle of the seismic wave obtained in (b) above.
In addition, each of the above data (a) to (d) improves the accuracy of the extraction when the earthquake corresponding to the earthquake observed in the target area is extracted from the earthquake database observed by the earthquake observation network. Can also be used.
(7) In the simulated seismic wave creation program according to the second embodiment, the method of selecting an observation earthquake for preparing analysis data from a plurality of observation earthquakes is not limited to the above embodiment. That is, when a plurality of observed earthquakes are classified into the category in which the observed earthquake is to be selected, the magnitude to be compared for selecting one observed earthquake from each observed earthquake is changed to an arbitrary magnitude such as, for example, the Japan Meteorological Agency magnitude. Can be changed. In addition, by comparing the observed earthquakes with simulated earthquakes by comparing the parameters indicating the earthquake source characteristics, such as the earthquake mechanism solution, the differences in the source characteristics between the observed earthquakes and the simulated earthquakes are reduced. A method of selecting observed earthquakes can be used. Further, similarly to the simulated seismic wave creation program according to the first embodiment, it is possible to extract one observed earthquake and weak earthquake motion that best reflects the characteristics of the weak earthquake motion of each observed earthquake.
(8) Each time section prepared in the simulated seismic wave creation program according to the third embodiment is not limited to the one obtained by discretizing a non-stationary spectrum of constant tremor at a predetermined sampling frequency. That is, the position on the time axis of each time section can be set to one or more arbitrary positions where the data of the unsteady spectrum of microtremor is always present. In addition, a non-stationary spectrum of microtremor is calculated as a discrete function with respect to time, and each time section is prepared by extracting a discrete time domain that satisfies a predetermined condition from each discrete time domain in which this discrete function has a value. Can do.
(9) In the simulated seismic wave creation program according to the third embodiment, the standard of the spectrum intensity for extracting the analysis candidate spectrum from each time section is whether or not the spectrum intensity of each time section is a predetermined reference value or less. It is not limited to the standard. That is, for example, each time section can be extracted as a candidate analysis spectrum by extracting a predetermined number (or a predetermined ratio with respect to the total number of time sections) in ascending order of spectrum intensity.
(10) The method of preparing analysis target spectra using a plurality of analysis candidate spectra in the simulated seismic wave creation program according to the third embodiment is not limited to the method of geometrically averaging all analysis candidate spectra. That is, an analysis target spectrum can be prepared by taking an arbitrary average that can reduce the influence of noise, such as an arithmetic average or an ensemble average, for an arbitrary combination of a plurality of analysis candidate spectra. .
(11) The execution order of each step is not limited to the order of the above embodiments. That is, the execution order of each step can be changed as appropriate, for example, the amplitude setting step is executed immediately before the amplitude magnification calculation step.

1 非定常スペクトル
2 平面
3 時間断面
4 極大値データ点
5 第1の移動平均
6 極小値データ点
7 第2の移動平均
8 固有周波数候補
9 非共鳴周波数候補
10 プレート内地震の距離減衰式
11 プレート間地震の距離減衰式
o 所定値
q 所定値
、r、r 固有周波数
、u、u 非共鳴周波数
V Hi-net仙台観測点
V’ KIK-net八王子観測点
w1、w2、・・・、w14 震源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Unsteady spectrum 2 Plane 3 Time section 4 Local maximum data point 5 First moving average 6 Local minimum data point 7 Second moving average 8 Natural frequency candidate 9 Nonresonant frequency candidate 10 Intraplate earthquake distance attenuation formula 11 Plate Inter-earthquake distance attenuation equation o Predetermined value q Predetermined values r 1 , r 2 , r 3 natural frequencies u 1 , u 2 , u 3 non-resonant frequencies V Hi-net Sendai observation point V 'KIK-net Hachioji observation point w1, w2, ..., w14 epicenter

Claims (6)

対象地域において工学的基盤面から地表面に向けて入射される模擬地震波を作成する方法であって、
前記対象地域の前記地表面から前記対象地域の前記工学的基盤面までの間に存在する前記対象地域の表層地盤の地盤特性から用意される解析パラメータに基づいて、前記対象地域の前記地表面における地盤の振動の観測データから用意される解析用データに示された地震動を引き起こすために、前記対象地域の前記工学的基盤面に入射されるべき入射地震波を、インバージョン(inversion)を用いた解析により算定するインバージョンステップと、
前記入射地震波において振動周波数から独立して1つに定まる値である当該入射地震波の最大振幅を導出する入射地震波振幅導出ステップと、
模擬地震波において振動周波数から独立して1つに定まる値として前もって設定された当該模擬地震波の最大振幅に対して、当該模擬地震波の最大振幅を前記入射地震波の最大振幅で割った商を振幅倍率として算定する振幅倍率算定ステップと、
前記入射地震波の振幅を増幅または減衰させることで、当該振幅の最大値が前模擬地震波の最大振幅と等しくなるように調整して前記模擬地震波を出力するための振幅調整地震波とする振幅調整ステップと、を備え
前記振幅調整ステップにおいては、前記入射地震波の振幅に前記振幅倍率を前記入射地震波の振動周波数によらずに一律にかける処理を実行することを特徴とする模擬地震波を作成する方法。
A method of creating a simulated seismic wave incident from the engineering foundation surface toward the ground surface in the target area,
Based on the analysis parameters prepared from the ground characteristics of the surface ground of the target area existing between the ground surface of the target area and the engineering foundation surface of the target area, Inversion is used to analyze the incident seismic waves that should be incident on the engineering foundation surface in the target area in order to cause the earthquake motion indicated in the analysis data prepared from the ground vibration observation data. An inversion step calculated by
An incident seismic wave amplitude deriving step for deriving a maximum amplitude of the incident seismic wave which is a value determined independently from the vibration frequency in the incident seismic wave;
In the simulated seismic wave, the quotient obtained by dividing the maximum amplitude of the simulated seismic wave by the maximum amplitude of the incident seismic wave with respect to the maximum amplitude of the simulated seismic wave set in advance as a value determined independently from the vibration frequency as an amplitude magnification Amplitude magnification calculation step for calculating,
By amplifying or attenuating the amplitude of the incident seismic waves, the amplitude adjusting step to amplitude adjustment seismic waves for maximum value of the amplitude outputs the adjusted the simulated seismic wave to be equal to the maximum amplitude of the previous SL simulated seismic wave and, with a,
Wherein the amplitude adjusting step, a method of creating a simulated seismic wave, characterized that you perform a process of applying uniformly the amplitude ratio to the amplitude of the incident seismic wave regardless of the vibration frequency of the incident seismic wave.
請求項1に記載の模擬地震波を作成する方法であって、
前記地盤の振動として前記対象地域の前記表層地盤を線形弾性体とみなすことができる弱小地震動を選択して、当該弱小地震動の前記解析用データを用意し、
前記インバージョンステップにおいて、前記対象地域の前記表層地盤を線形弾性体とみなすことを前提としたインバージョン手法によって前記入射地震波を算定し、
さらに、前記模擬地震波の出力に際して、地震波の波形の卓越周期が長くされる影響の補正が、振動周波数が所定値以下である長周期成分の振幅にかけられた前記振幅調整地震波を用意することを特徴とする模擬地震波を作成する方法。
A method of creating a simulated seismic wave according to claim 1,
Select the weak ground motion that can be regarded as a linear elastic body of the surface ground of the target area as the vibration of the ground, prepare the analysis data of the weak ground motion ,
In the inversion step, the incident seismic wave is calculated by an inversion method on the premise that the surface ground of the target area is regarded as a linear elastic body,
Further, when the simulated seismic wave is output, the amplitude-adjusted seismic wave that is subjected to the correction of the influence that the dominant period of the seismic wave waveform is extended is applied to the amplitude of the long-period component whose vibration frequency is a predetermined value or less is prepared. How to create a simulated seismic wave.
請求項1または請求項2に記載の模擬地震波を作成する方法であって、
前記模擬地震波の発生源となる模擬地震の震源の位置を模擬地震震源位置として設定する模擬地震震源位置設定ステップと、
前記観測データに示された前記地盤の振動の発生源となる観測地震の震源の位置を観測地震震源位置として確保する観測地震震源位置確保ステップと、を備え、
前記観測地震が複数存在する場合に、前記観測地震震源位置と前記模擬地震震源位置との間の震源間距離が比較的短い前記観測地震の前記観測データを選択して、当該観測データから前記解析用データを用意することを特徴とする模擬地震波を作成する方法。
A method of creating a simulated seismic wave according to claim 1 or 2,
A simulated earthquake source position setting step for setting the location of the simulated earthquake source as the simulated earthquake wave source as a simulated earthquake source position;
An observed earthquake source position securing step for securing the position of the observed earthquake source as the observed earthquake source position, which is a source of vibration of the ground indicated in the observed data,
When there are a plurality of the observed earthquakes, the observation data of the observed earthquake with a relatively short source distance between the observed earthquake source position and the simulated earthquake source position is selected, and the analysis is performed from the observed data. A method of creating a simulated seismic wave characterized by preparing data for use.
請求項3に記載の模擬地震波を作成する方法であって、
前記観測地震が複数存在する場合に、当該各観測地震を前記震源間距離の区分により分類し、前記解析用データを用意するために選択されるべき前記観測地震が分類された前記震源間距離の前記区分に複数の前記観測地震が分類されている場合、当該各観測地震のうち、マグニチュードが前記模擬地震のマグニチュードに最も近い前記観測地震の前記観測データを選択して、当該観測データから前記解析用データを用意することを特徴とする模擬地震波を作成する方法。
A method of creating a simulated seismic wave according to claim 3,
When there are a plurality of observed earthquakes, classify each observed earthquake according to the classification of the distance between the epicenters, and the distance between the epicenters where the observed earthquakes to be selected to prepare the analysis data are classified. When a plurality of the observed earthquakes are classified in the category, the observed data of the observed earthquake whose magnitude is closest to the magnitude of the simulated earthquake is selected from the observed earthquakes, and the analysis is performed from the observed data. A method of creating a simulated seismic wave characterized by preparing data for use.
コンピュータに、対象地域において工学的基盤面から地表面に向けて入射される模擬地震波を作成させるための模擬地震波作成プログラムであって、
前記対象地域の前記地表面における地盤の振動の観測データが、前記コンピュータに入力される観測データ入力ステップと、
前記対象地域の前記地表面から前記対象地域の前記工学的基盤面までの間に存在する前記対象地域の表層地盤の地盤特性が、解析パラメータとして前記コンピュータに入力されて用意される解析パラメータ用意ステップと、
前記模擬地震波において振動周波数から独立して1つに定まる値である当該模擬地震波の最大振幅が設定されて前記コンピュータに入力される振幅設定ステップと、
前記コンピュータが、前記観測データから解析用データを作成して用意する解析用データ用意ステップと、
前記コンピュータが、前記解析パラメータに基づいて、前記対象地域の前記地表面において前記解析用データに示された地震動を引き起こすために、前記対象地域の前記工学的基盤面に入射されるべき入射地震波を、インバージョン(inversion)を用いた解析により算定するインバージョンステップと、
前記コンピュータが、前記入射地震波において振動周波数から独立して1つに定まる値である当該入射地震波の最大振幅を導出する入射地震波振幅導出ステップと、
前記コンピュータが、前記模擬地震波の最大振幅を前記入射地震波の最大振幅で割った商を振幅倍率として算定する振幅倍率算定ステップと、
前記コンピュータが、前記入射地震波の振幅に前記振幅倍率を前記入射地震波の振動周波数によらずに一律にかけることで振幅調整地震波を算定する振幅調整ステップと、
前記コンピュータが、前記振幅調整地震波を前記模擬地震波として出力する出力ステップと、を前記コンピュータに実行させるための模擬地震波作成プログラム。
A simulated seismic wave creation program for causing a computer to create a simulated seismic wave incident from the engineering base to the ground surface in the target area,
Observation data input step in which observation data of ground vibration on the ground surface of the target area is input to the computer;
An analysis parameter preparation step in which the ground characteristics of the surface ground of the target area existing between the ground surface of the target area and the engineering foundation surface of the target area are input to the computer and prepared as an analysis parameter When,
An amplitude setting step in which the maximum amplitude of the simulated seismic wave, which is a value determined independently from the vibration frequency in the simulated seismic wave, is set and input to the computer;
The computer prepares analysis data from the observation data and prepares the analysis data preparation step;
Based on the analysis parameter, the computer generates an incident seismic wave to be incident on the engineering base plane of the target area to cause the ground motion indicated in the analysis data on the ground surface of the target area. An inversion step calculated by analysis using inversion,
An incident seismic wave amplitude deriving step in which the computer derives the maximum amplitude of the incident seismic wave, which is a value determined independently from the vibration frequency in the incident seismic wave;
An amplitude factor calculating step in which the computer calculates, as an amplitude factor, a quotient obtained by dividing the maximum amplitude of the simulated seismic wave by the maximum amplitude of the incident seismic wave;
An amplitude adjustment step in which the computer calculates an amplitude-adjusted seismic wave by uniformly applying the amplitude magnification to the amplitude of the incident seismic wave without depending on the vibration frequency of the incident seismic wave ;
A simulated seismic wave creation program for causing the computer to execute an output step in which the computer outputs the amplitude-adjusted seismic wave as the simulated seismic wave.
コンピュータに、対象地域において工学的基盤面から地表面に向けて入射される模擬地震波を作成させるための模擬地震波作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記対象地域の前記地表面における地盤の振動の観測データが、前記コンピュータに入力される観測データ入力ステップと、
前記対象地域の前記地表面から前記対象地域の前記工学的基盤面までの間に存在する前記対象地域の表層地盤の地盤特性が、解析パラメータとして前記コンピュータに入力されて用意される解析パラメータ用意ステップと、
前記模擬地震波において振動周波数から独立して1つに定まる値である当該模擬地震波の最大振幅が設定されて前記コンピュータに入力される振幅設定ステップと、
前記コンピュータが、前記観測データから解析用データを作成して用意する解析用データ用意ステップと、
前記コンピュータが、前記解析パラメータに基づいて、前記対象地域の前記地表面において前記解析用データに示された地震動を引き起こすために、前記対象地域の前記工学的基盤面に入射されるべき入射地震波を、インバージョン(inversion)を用いた解析により算定するインバージョンステップと、
前記コンピュータが、前記入射地震波において振動周波数から独立して1つに定まる値である当該入射地震波の最大振幅を導出する入射地震波振幅導出ステップと、
前記コンピュータが、前記模擬地震波の最大振幅を前記入射地震波の最大振幅で割った商を振幅倍率として算定する振幅倍率算定ステップと、
前記コンピュータが、前記入射地震波の振幅に前記振幅倍率を前記入射地震波の振動周波数によらずに一律にかけることで振幅調整地震波を算定する振幅調整ステップと、
前記コンピュータが、前記振幅調整地震波を前記模擬地震波として出力する出力ステップと、を前記コンピュータに実行させるための模擬地震波作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
A computer-readable recording medium that records a simulated seismic wave creation program for causing a computer to create a simulated seismic wave incident on the ground surface from an engineering foundation surface in a target area,
Observation data input step in which observation data of ground vibration on the ground surface of the target area is input to the computer;
An analysis parameter preparation step in which the ground characteristics of the surface ground of the target area existing between the ground surface of the target area and the engineering foundation surface of the target area are input to the computer and prepared as an analysis parameter When,
An amplitude setting step in which the maximum amplitude of the simulated seismic wave, which is a value determined independently from the vibration frequency in the simulated seismic wave, is set and input to the computer;
The computer prepares analysis data from the observation data and prepares the analysis data preparation step;
Based on the analysis parameter, the computer generates an incident seismic wave to be incident on the engineering base plane of the target area to cause the ground motion indicated in the analysis data on the ground surface of the target area. An inversion step calculated by analysis using inversion,
An incident seismic wave amplitude deriving step in which the computer derives the maximum amplitude of the incident seismic wave, which is a value determined independently from the vibration frequency in the incident seismic wave;
An amplitude factor calculating step in which the computer calculates, as an amplitude factor, a quotient obtained by dividing the maximum amplitude of the simulated seismic wave by the maximum amplitude of the incident seismic wave;
An amplitude adjustment step in which the computer calculates an amplitude-adjusted seismic wave by uniformly applying the amplitude magnification to the amplitude of the incident seismic wave without depending on the vibration frequency of the incident seismic wave ;
A computer-readable recording medium recording a simulated seismic wave creation program for causing the computer to execute an output step in which the computer outputs the amplitude-adjusted seismic wave as the simulated seismic wave.
JP2012142121A 2012-06-25 2012-06-25 Method for creating simulated seismic wave, simulated seismic wave creating program, and computer-readable recording medium recording simulated seismic wave creating program Active JP5638571B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012142121A JP5638571B2 (en) 2012-06-25 2012-06-25 Method for creating simulated seismic wave, simulated seismic wave creating program, and computer-readable recording medium recording simulated seismic wave creating program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012142121A JP5638571B2 (en) 2012-06-25 2012-06-25 Method for creating simulated seismic wave, simulated seismic wave creating program, and computer-readable recording medium recording simulated seismic wave creating program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014006158A JP2014006158A (en) 2014-01-16
JP5638571B2 true JP5638571B2 (en) 2014-12-10

Family

ID=50104011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012142121A Active JP5638571B2 (en) 2012-06-25 2012-06-25 Method for creating simulated seismic wave, simulated seismic wave creating program, and computer-readable recording medium recording simulated seismic wave creating program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5638571B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018008708A1 (en) * 2016-07-08 2018-01-11 日本電気株式会社 Epicentral distance estimating device, epicentral distance estimating method, and computer-readable recording medium
CN113126154A (en) * 2019-12-30 2021-07-16 李智 Surface wave spectrum analysis method for earthquake prediction
JP7512139B2 (en) * 2020-09-14 2024-07-08 清水建設株式会社 Earthquake motion evaluation model providing method and earthquake motion evaluation model providing device
CN117169960A (en) * 2022-05-25 2023-12-05 中国石油化工股份有限公司 A method for seismic forward modeling and reservoir favorable area selection
CN116558753B (en) * 2023-05-11 2025-08-05 西南大学 A method for simulating and generating long-period ground motion
CN121115103B (en) * 2025-09-05 2026-04-03 中国水利水电科学研究院 A seismic motion simulation method based on broadband three-component hybrid method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3852877B2 (en) * 1997-05-20 2006-12-06 株式会社フジタ Simulated ground motion creation method and apparatus, and recording medium recording simulated ground motion creation program
JP2001108573A (en) * 1999-10-06 2001-04-20 Sekisui Chem Co Ltd Simulated earthquake motion creation method
JP4456296B2 (en) * 2000-06-23 2010-04-28 積水化学工業株式会社 Ground survey method
JP4253435B2 (en) * 2000-11-30 2009-04-15 東京電力株式会社 Method and apparatus for estimating seismic intensity
JP2004045294A (en) * 2002-07-15 2004-02-12 Yamato Sekkei Kk Determination system and program for risk of damaging structure

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014006158A (en) 2014-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5638571B2 (en) Method for creating simulated seismic wave, simulated seismic wave creating program, and computer-readable recording medium recording simulated seismic wave creating program
Bohlen et al. Accuracy of heterogeneous staggered-grid finite-difference modeling of Rayleigh waves
Thore et al. Structural uncertainties: Determination, management, and applications
JP5231543B2 (en) Velocity analysis method using waveform back calculation in Laplace domain for visualization of underground structure
Infantino et al. Spatial correlation of broadband ground motions from physics‐based numerical simulations
Gélis et al. Numerical modeling of surface waves over shallow cavities
JP6429042B2 (en) Local earthquake early warning system and related method for automatic calibration of ground characteristics
CN106443774A (en) Method for improving pre-stack depth migration imaging precision of irregular earth surface
US20170371051A1 (en) Microseismic Sensitivity Analysis and Scenario Modelling
Hestholm Elastic tilted orthorhombic (and simpler) wave modeling including free-surface topography
Scafidi et al. Robust picking and accurate location with RSNI‐Picker2: Real‐time automatic monitoring of earthquakes and nontectonic events
Oren et al. PS energy imaging condition for microseismic data—Part 1: Theory and applications in 3D isotropic media
Lin et al. Variability of physics-based simulated ground motions in Thessaloniki urban area and its implications for seismic risk assessment
US20240201406A1 (en) Detecting Near-Surface Structures
Raghu Kanth et al. Stochastic finite fault modeling of subduction Zone Earthquakes in Northeastern India
Parolai et al. Source parameters and seismic moment–magnitude scaling for Northwestern Turkey
JP5635038B2 (en) Method for estimating vibration characteristics, vibration characteristic estimation program, and computer-readable recording medium on which vibration characteristic estimation program is recorded
CN115170428A (en) Noise reduction method for acoustic wave remote detection imaging graph
Ji et al. Basin structure estimation by waveform modeling: forward and inverse methods
CN119717003B (en) Method and device for predicting cracks based on microseism data
Tran et al. Inversion of first-arrival time using simulated annealing
WO2024133179A1 (en) Method for ambient vibration analysis
WO2016133951A1 (en) Black hole boundary conditions
Colombelli et al. A duration magnitude scale for the Irpinia Seismic Network, Southern Italy
JP6887630B2 (en) Seismic motion estimation method

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140107

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140306

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141007

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141022

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5638571

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250