短周期地震波の発生 : 断層面の形状の影響
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概要
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屈曲した断層面によって発生する地震波のスペクトルをディスロケーションモデルを使って調べた.計算にあたっては簡単のため,断層面上で破壊伝播速度とディスロケーションの量は一様であり,断層の幅の影響は無視している.このモデルで断層の起伏は,ん(ξ)=Δh・sin(2π/λ)で表わされると仮定する.ここで,λは断層の屈曲の波長Δhは屈曲の振幅,ξは断層面上の位置である,なお,震源時間関数はライズタイムτのランプ関数を仮定している.このような場合のS波振幅U(ω)は,U(ω)=A(ω){I1(ω)+I2(ω)}と表わされる.ここでA(ω)はディスロケーション関数の時間微分,I1(ω)は通常の破壊伝播,I2(ω)は断層形状の項である.I2(ω)はλに対応した周波数でピークをもち,その大きさは,Δh・(L/λ)・sin2θに比例する.なおθは方位角,Lは断層長さである.このように屈曲した断層面による短周期地震波の振幅の増加は,起伏Δh,起伏の数L/λに比例して大きくなる.また方位依存性はS波の振幅の依存性cos2θとは異なっていて,S波振幅の小さい方位で起伏の影響が大きい.しかし,影響が小さいはずの方位角10°,80°の場合でも,λ/L=1/5,Vr/β=3/4のとき,短周期でのスペクトルは,平らな断層面の時に比較して,数十倍大きくなる.ここでVrは破壊伝播速度,βはS波速度である.このように,断層面の凸凹は,地震波の短周期成分の発生にかなり影響を与えるようである.A theoretical study was made to investigate the spectrum of seismic waves radiated from a distorted fault, using a kinematic dislocation model in which the dislocation and the rupture velocity are constant over the fault. In this model, it is assumed that the fault is narrow, the fault distortion is represented by the function h(ξ)=Δh・sin(2πξ/λ) and the slip on the fault is of a ramp function with a time constant τ, where λ is the wave length of the fault distortion, Δh is the amplitude of distortion and ξ is the position of the fault. S wave spectrum by the distored fault is represented as U(ω)=A(ω)・{I1(ω)+I2(ω)}, where I1(ω) is the uniform rupture factor, I2(ω) is the distorted fault factor and A(ω) is the spectrum of time derivative of dislocation function. I2(ω) has a maximum value which is proportional to |Δh・L/λ・sin 2θ| in ω=2π/λ/Φ(Φ=1/Vr-cos 0/β), where θ is the azimuthal angle and Vr is the rupture velocity. When λ/L=1/5 and Vr/β=0.75, where L is the fault length and β is the shear wave velocity, the high frequency spectrum is of the order to ten times larger than that of a flat fault.
- 東京大学地震研究所,Earthquake Research Institute, University of Tokyo,地震研究所の論文
- 1984-12-25
東京大学地震研究所,Earthquake Research Institute, University of Tokyo,地震研究所 | 論文
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