強震動の継続時間 * 護* 弘勝又 - 気象庁

験震時報第4
4
巻
1
3
(
1
9
7
9 1
3
"
"
:
"
1
7頁)
田
士口
強震動の継続時間*
護
*
*
*
弘**勝又
550.34
，
Ont
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.
*1.
~ 2
.
はじめに
主要動の始まり (Ti)の走時は Fig.Tのよう巳なる.
強烈な地震動の継続する時間がおおよそどの位かとい
うことは，地震時の緊急対応，避難行動等を考える際の
・大きな関心事吃ある.また，その継続時間は，地震動に
よる各種の構造物等の破壊現象を究明する上で重要な要
主要動の性質
この図で実線は震源の深 4Qkmさに対する S波の走時で
l
iSEC
50
素の一つである.
強烈な地震動の継続する時間(以下主要動の継続時間
という〉に関して，既にいくつかの研究がなされている.
1942，1
9
5
6
)，Housner
たとえば， Gutenberg-Richter (
'
.(
1
9
6
5
)，小林 (
1
9
7
1
)，• Ohashi e
ta
l(
19
7
7
)
.Lかし，こ
れらは加速度型強震計で得られた記録を用い，地震動の
比較的短周期成分を対象としたものであり，長周期の地
f
震動を対象としたものはまだない.ここでは，気象庁型
強震計(倍率
1倍，周期: 6秒〉で得られた変位記録
について，主要動の継続時間とマグニチュード，震央距
離，地盤条件などとの関係について調査した.
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.
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ldepth40km).
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司
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巴i
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dMay30，
1976
**気象庁地震課
***気象研究所地震火山研究部
- 13-
1
4
験震時報第 44巻第 1
---2号
あるが， T1 は比較的良くこの曲線にのっている.この
F
i
g
. 2参照〉などから，
ことや主要動の出現状況 (
象から主要動の始まり，あるいは終りを客観的に指摘す'
こ
ることが困難な場合もある.ミのようなもの〈約 2，3割
こでとりあっかう主要動は，大部分のものが S波系統の
程度)は今回の調査から除外した. Tab.lに今回の調査
実体波から始まっているとみることができる.
で使用した資料のマグニチュード別，震央距離別の度抜
主要動の終了時について明確な定義を与えることは難
分布を示す(記録の 1成分を 1ケと算出).
しいが， Fig.2の実例にみら札るように，優勢な振動の
この表からわかるように，マグニチュードの大きい地
終了時 .(T
2) を比較的容易にかつ客観的に指摘できるこ
震を近距離で観測した資料の数は，まだ非常に少ない.
とが多い.つまり，主要動は比較的急速に減衰し(特
こものは，大部分が M 6
，
5
7
.0
この調査の対象となっ f
に，ここで、主として対象とする近距離地震の場合には)，
り地震に関する資料である.最も重要である大地震の近
終末振動部との区別が可能であ'ることが多い. しかし， •
距離に関する昔日分については，資料の蓄積をまって更に
地震記象は，発震機構，伝ぱモt
の反射屈折，観測点付近
'
調査を進めたい.
の地盤条件等により著るしく変化する.従って，地震記
OSHIMA
c
I
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一
一
ー
ー
ー
ー
一
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l:10km，
M:7.0 Near IzuOshima，J
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7
8
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i(
i
l:25km
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b1 Sendai(il:112km，
M :7.50妊 MiyaigiPre，
.
f June 1978)
b2 Ishinomaki (
i
l:83km
か〉
b3 Fukushima (
'
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:155km
か〉
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l:6km，M:6.9O
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i
l:
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M :7，
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，
.
f Apr
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9
6
8
)
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l: 1 0 4 k m l l
d2 .
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i
l:60km，M :6.7‘O
f
f Miyazaki
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.
f J
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)
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na (
i
l:1
8kmM :6.6 Near Uwazima，
Aug. 1
9
6
8
)
i
l
:6
7km
‘， M :6
.
1Near Atsumi Pen.，
g Tsu (
J
a
n
.1
9
7
1
)
- 14-
1
5
強震動の継続時間一一吉田・勝又
h
3
. 主要動の継続時間とマグニチュード，震央距
~
離，地盤条件との関係
0 ・主要 i
l
J
Jの継続時間と震央距離との関係
主要動の始まりの時期一 (Tj) と終りの時期 (T
2) との
'
差 (T
2-T
1) を主要動の継続時間
(T，秒〉とし，
rと
央距離 (
L
1
， km) はFig.3-aに示すようになる
k
Ohashi e
t al
.(
1977，(5)式参照)は両者の間にゆる
い関係，
(
L
1が倍になると
3倍となる〉を認めて
T は約1.
いるが， Fig.3-aをみるとかなりのパラツキを示すが，
d により大きな系統的変化を示さないことが分か
Tは
m
c
F'atL
で SEC
5
0
1
d
-灯、・ 1
x
Tsuruga (
L
1:32km，M:6
.9 Echizen-misaki，
Mar. 1
9
6
3
)
Tokyo (
L
1:
4
:
4km，M* MidldeofChibaPre，
.
f
.
.
三
1
5
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5
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L
1:20km，M:6
.
9Near Urakawa，
三1
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、. 。・ . ・・・
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・
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友司豆 50
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.句!ー揮〆
旬
1
0
Urakawa (
L
1:38km，M:6
.
7Near Urakawa，
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T
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一
，
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.
•• ••
5
7.0 I
••
• •.•• •
•.
••
2
る. Fig.3-aのうちから，資料数の最も多いマグニチュ
.
1
ードが 6.5から 7
.0までの地震のみを選び出し同様な医i
6 I
7
'1
を作ると F
i
g
.
3
'
:
"
bのようになる.この図によれば， Tが
8 1
1
.
9
・
dにほとんど無関係であり，近距離ではほぼ一定である
5
ことがわかる.
. Number o
f data used i
nt
h
i
s study，
Tab. 1
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l
a
s
s
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f
i
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d by magnitude(M) and e
p
i
c
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t
L
1
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t
a
n
c
e(
2) 主要動の継続時間とマグユチュードとの関係
v
c
F
i
g
. 3-bから d豆 100kmの範囲では Tは L
1 関係し
ないと仮定して， T とマグニチュード (M). との関係に
*M 67 7(G叩
b
ついてみると Fig.4のようにたる. 大きなパラツキは
-'15-
，験震時報第 4
4、巻第 1.
.
.
:
2号
1
6
でSECc
50[
でSEC
5
，
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'
)
(
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，
渓
.。
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1
0
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発
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同
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1.
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，
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再
占
く
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可)(
Duration (
の versus magnitude (M).
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100km，s
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about 200km. Number on curvei
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2土 0.33)+(
0
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5:
t0
.07)M
(
日'
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tstudy)
2
2
'l
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glO tα= -0.0088+0.5M ー1.8
ー(
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J
、
林
， 1
9
7
1
)
T =1
1M -52 (Housner，1
9
6
5
)
l
e
g
l
o
T= 114M-0:7 (Gutenberg-Richter
1
9
4
2
)
0
2
i
4M X10
Tα2.08X 10-2X 1
0
.
.
3
9
4
(11~100 km)(
Ohashi e
ta
，
.
l 1
9
7
7
)
，F
i
g
.4
.
X2
03.
4
1
L
、
2
3
4
，
5
F
i
g
.5
. R
e
l
a
t
i
o
n between duration (
r
) and
ground condition(GC).
1
. Rock 2
. Diluvium' 3
. Al
1uvium(exc
.
.
e
p
t4) 4
.S
o
f
talluvium
F
i
g
. 5からわかるように， τ と地盤の性質との間には
あまり明りような関係は見出せない. ただし
Mが
6.
.
.
.
.
.
6.
5
位の地震で震源が浅い場合，地盤条件が
3， 4
の観測点で
あるが，一応 τと M との関係を l
o
g
l
or=a+bMの形で
T
がやや大きくなる場合があるよう早みえ
る.
あらわすと
~
l
O
glOT = 一 (
2
.
0
2:
t0.33)+(0.45士0.07)M
(
1
1三 100km)
(
1
)
となる.
変位記録から得られた今回の結果と，加速度記録から
得られている結果とを比較してみる.加速度記録から得
Fig.4に 1で示す直線は， (1)式により求められたも
られた結果はそれぞれ次りようになっている.
のである.また， 1が一前記の範囲より著る.しくはずれて
'小林(19
7
1
)l
o
g
l
ot
α= -0.008~α+0'.5 M ，
l8
2(
3
)
いるが(約 2
50km)，，
1
9
6
8年の十勝沖地震 (M7.'9) φ
(
t
α
:
α ガル以上の加速度が継続する時間〉
α =70について Fig.4の 2，α =50について Fig.4
資料 (5ヶ
，
"F
i
g
.4の黒丸〉を追加し，同様な係数を求
の2
'
めると
l
O
g
1
0r=一
一(
2
.
1
0土 0.34)+(0.4
6:
t0
.0
6
)M
4
. 加速度記録による結果との比較
Housner(
19
6
5
) r=1
1M -52 (
F
i
g
.4のめ
(
2ト
(
4
)
'
，
とな〆り(1)式とほぼ同じ結果が得られる. (2)式によれ
(主要動の継続時間の最太値〉
ば， M = 6で約 5秒， M = 7で 1
3f
丸
、 M = 8で 3
8秒
G
u
t
e
n
b
e
r
g
:
R
i
c
h
t
e
r(
194
，
2
)
l
o
g
l
or= 1
/
4M -0.7
(Fig.4の 4
)
，
(
5
)
2X 1
0
2
7
4.
M
.(
19
7
7
) Td = 2.08X 1
0
0
.
Ohashi e
tal
となる . T のパラツキを考慮に入れても M = 8で τは
.60
秒を超えることはないと推定される.
，
x10
.
3
9
4 (
F
i
g
.4の 5
)
3
) 地盤の影響
(
6
)
(Td:最;犬加速度の 1
/
2以上の加速度の継続する時
地盤の性質と Tとの関係に，ついてみると， Fig.5に示
間)
すようになる.地盤の分類としては一般に広く行なわれ
(Tdについては 1
1=100kmとした).
ているように岩盤から軟弱地盤へと地盤条件を 4段階に
これらにより得られた直線を F
i
g
.
'
4に示した.
72)参照).
分類した(気象官署に関する分類は気象庁(19
p
o
強震動の継続時間一一吉 E
E
I.勝又
，今回得られた(1)式による
T は，小林が求めた
αが50
1
7
となり，この関係式はマグニチュード 8程度，震央距離
"
"
'
7
0ガゾレの場合の継続時ー聞を示ず線の間にはいってお
200km程度まで拡張できるものと思われる.この結果
り，両者は比較的よくあっている.また， Fig.4で τの
と加速度記録から得られている結果とを比較すると， 50
上限をとった場合，主要動の継続時間の上.限について求
ガル以上の加速度の継続時間と比較的よい近似を示す.
められた Housner'の結果とほぼ一致する. Gutenberg-
3
) 主要動の継続時間(のに及ぼす地盤の影響は，あ
Richter (
1942) が求めた， (
(
1954) の結果は更に小さ
まり明りょうでない.
、
な値を示す〕および Ohashietal.が求めた Tdについ
参考文献
てみると，両者とも今回得られたよりも全体として小さ
な値となっている.
~，
5
. 結論
L
ぺ気象庁型強震計(倍率 1，周期 6秒〉の記録につト
て，M 6以上の地震の主要動の継続時間を調査した結果
は次のようである.
1
) 震央距離が 1
0
0km までの範囲では，、主要動の継
続時間は震央距離にあまり関係しない.
2} マグニチュード 6
.
0
"
"
'
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4，163~ 1
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.
小林芳正(19
7
1
)，地盤災害の諸現象とその機構，鉄道技術研究
報告， No.744，1~47.
気象庁 (
1
9
7
2
)，気象庁地震観測l
官署の地盤調査，験震時報，
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