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Single-Site Ground Motion Prediction Equations (SS-GMPE) of Response Spectra

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Title: Single-Site Ground Motion Prediction Equations (SS-GMPE) of Response Spectra
Other Titles: 応答スペクトルの単一サイト予測式(SS-GMPE):三陸沖アウターライズ地震における検討 
Authors: TAKAI, Nobuo1 Browse this author →KAKEN DB
MAEDA, Takahiro2 Browse this author
SHIGEFUJI, Michiko3 Browse this author
SASATANI, Tsutomu4 Browse this author →KAKEN DB
Authors(alt): 高井, 伸雄1
前田, 宜浩2
重藤, 迪子3
笹谷, 努4
Keywords: 地震動予測式
Ground Motion Prediction Equation
Outer-Rise Earthquake
Pseudo Velocity Response Spectrum
Issue Date: Feb-2015
Publisher: 日本地震工学会
Journal Title: Journal of JAEE : 日本地震工学会論文集
Volume: 15
Issue: 1
Start Page: 18
End Page: 37
Publisher DOI: 10.5610/jaee.15.1_18
Abstract: We studied characteristics of strong ground motions from the Off-Sanriku outer-rise earthquakes; these earthquakes are activated after the 2011 Tohoku earthquake (Mw 9.0). First, we calculated pseudo velocity responses for five outer-rise earthquakes (Mw 6.0-7.6) and compared them with the attenuation formulae which were constructed for the intraslab earthquake. In spite of outer-rise's data being over the distance range of these formulae, the extrapolated formulae generally explained the attenuation relations of these observed data. However, there were considerable residuals between the observed and predicted values. These residuals result from the site and source effects, because the previous attenuation formulae were constructed based on many site's strong motion records from many earthquakes occurring at various source areas. Second, in order to overcome the weakness of the previous attenuation equations, we proposed empirical ground motion prediction equations for a single site; we named these equations “Single-Site GMPE (SS-GMPE)”. Our data for regression analysis were strong motion records at a single observation site from the five outer-rise earthquakes occurring at the narrow source area with the radius of about100km. We carried out a regression analysis with respect to Mw for each site assuming the previously estimated internal attenuation for intraslab earthquakes. The earthquake source, propagation path and site effects were well incorporated into these equations, and as a result, the residuals between the observed and predicted values were considerably decreased. Finally, we applied the SS-GMPE to earthquakes not used in the regression analysis and found the good correspondence of predicted and observed spectra.
本論文は、三陸沖で発生するアウターライズ地震による地震動特性を研究したものである。最初に、5つのアウターライズ地震(MW 6.0-7.6)による擬似速度応答スペクトルに対して、火山フロントを境にした伝播経路特性を考慮した既往のスラブ内地震を対象とする距離減衰式による予測値と観測値との比較を行った。本研究のデータセットの距離範囲はこの距離減衰式の適用範囲外であるが、距離を外挿したこの距離減衰式はアウターライズ地震における観測値を定性的に説明している。しかし、依然として予測値と観測値は大きな残差を有しており、この残差にはサイトの地盤増幅特性、震源特性が含まれると考えられる。これは、用いた距離減衰式に限らず、一般的な既往の距離減衰式が、複数の地域で発生した多くの地震からの複数サイトの記録を用いた回帰分析によって作成されているためである。そこで、本研究では、三陸沖の特定の震源域を対象とした単一サイトにおける地震動予測式(SS-GMPE:Single-Site Ground Motion Prediction Equations)を提案した。ここで提案した三陸沖アウターライズ地震に対するSS-GMPEは、サイトごとに擬似速度応答スペクトルを予測するもので、MWと震源距離をパラメターとした回帰分析によって構築した。構築した予測式には、伝播経路特性、サイト特性、震源特性が適切に取り込まれており、回帰に含まれない地震を対象とした検証の結果、残差の大幅な低減が確認できた。
Type: article
Appears in Collections:工学院・工学研究院 (Graduate School of Engineering / Faculty of Engineering) > 雑誌発表論文等 (Peer-reviewed Journal Articles, etc)

Submitter: 高井 伸雄

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