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堆積地盤における地震波減衰特性と地震動評価

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(1)

 

  日本 建 築 学会 構 造 系 論 文 報 告 集 第 446 号

199S

4

JQumal

 of  

Struc

 

Constr

 

Eng

 

AIJ

 

No

446

 

Apr

1993

       ●

      

堆 積

け る

地 震

波減衰特性

地 震

評 価

ATTENUATION

 

CHARACTERISTICS

 

OF

 

SEISMIC

 

WAVES

 

IN

 

SEDIMENTARY

             

LAYERS

 

AND

 

STRONG

 

MOTION

 

ESTIMATION

武 村 雅

* ’

,池 浦 友 則

*2 ,

高 橋 克 也

3 ,

 

.寛

*4 ,

*5

 

3

威 ゴ

TAKEMURA

 

Tomoriori

 

IKEURA

 

Katsdya

 

TAKAUASHI

            

ffi

roshi

 

ISHII

A

 

and

 

Yutaka

 

OllSfflMA

 

Q

values  and  v

e且ocities  

for

 

S −

waves  

propagating

 

in

 sedimen 亡ary 

layers

 on 

the

 

basement

 are e

valuated  

from

 spectral  ratios  strong  motion  records  

through

 

an

 optimal  analysis

 

The

 strong  mo

tion

 records  are obtained  

by

 

4

 

borehole

 array  observations  with  

the

 

depths

正rom  

lOO

 

to

 

95Q

 m 

in

Southern

 

Tohoku

 and  

Kanto

 

districts

 

in

 

Japan

 and  available  

frequencies

 

for

 

the

 a皿

alysis

 range

from

 

O.5to

 

20

 

Hz

 

The

 velocity

structures  obtained  

in

 

the

 

present

 study  are 

consistent

 with  

the

results  

by

 

the

 

PS ・

logging

 

at

 all 

the

 

stations

 

The

 

Q

values  are 

in6rease

 with  

frequency

 

f

 

in

 

prop

ortion  

to

 

fo

between

 

O.

5to

 

lOHz

 

Keywortts

sedimentary

 

layers

 wertical  array  obserwation

 multiPle  reflection  

theory

 

Q

valtte

 

S一

ωave

       

耀o碗

y

       

堆 積 層

アレ

Q

, 

S

波 速 度

L

は じめに

  強 震 動

予 測

地 盤 構 造

影 響

き さが

近 年

な お さ れっつ あり

にや や

長 周 期

震 動

して

な 地

盤 構 造

波 勤 伝 播

解析 的

に シミュ レ

ショ ン

方 法

開 発

さ れて き だU

z } 。

短 周 期

して は

計 算 時 間

制 限

関 与

す る 地

の 局

地 性

きい ため

広 域 的

に地

震 波

伝 播

解 析

す るこ と が

困難

実 体

複 反

3 )

4 )に よ る

元の

解 析

わ れ る 場

い。 この よ う な

場 合

対 象

と する

地 震 波

波 長

く その

観 測 点 極 近

地 盤 構 造

鷺 響

が よく

く せい も あり よ り

高 度

解 析 結 果 と比 較

観 測 記 録

の シ ミュ レ

シ ョ ン に

し む し ろ

成 績

を あ げ る

場 合

い5 )。

次 元

の 重 複 反

い る 場 合

地 盤

造 と して

般 に水

層 構造

仮 定

弾性波

密度

な ら

減 衰 を 表

Q

値 を 与

える

必 要

が ある

地 盤

速 度 構 造

弾 性 波 探 査

やボア ホ

ル を

用 し た

PS

検 層

に よ り

め られ, ボア ホ

ル で は

密 度 検 層

に より

密 度 も求

めら れる こと が

こ れ に

し て

Q

め ること は

それ ほど

般 的

ではない

し か し な が ら,

Q

構 造

は,

速 度 構 造

と と

地 盤

増 幅 特 性 を 決

める

重 要

で あ る。

 

地 盤

Q

値 を 求 め

た め

か らい

い ろ な

み が な さ れて いる が

そ れ らはボアホ

を用

い る か

かで

き く

2

つ に

分 類

さ れ る

ボア ホ

ル を

い ない

と して は

自然 地 震

基 盤

P

か ら

S

する

直達

P

比 を求

めて

震 源

影 響 を除 去

Q

め る

方 法

5 )や

弾 性 波 探 査

い る発

記 録

いる

方 法

7 圃

が あ る。

前 者

表 層

コ ン ト ラス トが

きい

にのみ

有効

であ り

対 象

波 数 帯

Q

の周

波 数 依

存性

さな い

こ れ に

し, ボア ホ

を 用

方 法

制 約 条 件 も少

く 自然 地 震

対 す

孔 底

での

記 録 と地 表

で の

記 録

の ス ペ ク トル

重 複 反 射 理 論

結 果

比 較

Q

め ること が 広 く

わ れて き た1°)

lz 〕

。一

深 層

まで

到 達

す る

ア ホ

ルの

出 現

1’ 鹿

島小堀研究

 主任研 究員

¥2 鹿 島 技 術 研 究 所  主 任 研 究 員

工博 1) 鹿 島 技 術研究 所 *

鹿 島 技 術 研 究 所 *5 柬 京 電 力   主 任 主管研究 員 主 任 研 究 員

Senior

 

Research

 

Eng

 

Kobori

 

Researclt

 

Complex

 

Kajima

 

Corp.

Dr

 

Sci

SenLor

 

Research

 

Eng

 

Kajima

 

Technical

 

Research

 

Institute

 

Kajima

Corp

Dr

 

Eng

Chief

 

Research

 

E

g

 

Ka

ima

 

Technicai

 

Research

 

Ins

itute

 

KajLma

Corp

      

Senior

 

Research

 

Eng

 

Kajima

 

Technical

 

Research

 

Insdtute

 

Kajlma

Corp

Tokyo

 

Eiectric

 

Power

 

Carnpany

(2)

基 盤

で の

入 射 波

地 表 面

か らの

反 射 波

か ら

Q

値 を

め る

な さ れて いる13 )

1“〕 。 ま た

,Kinoshitai3

上 記

2

つ の

方法

基 盤

間層

で の

記 録

の スペ ク トル

か ら

Q

値 を 求 め

方 法

そ れ

れの

方 法

適 用

で き る

周 波 数

吟 味

し,

0.

2Hz

か ら

20

 

Hz

広 周 波

数 帯

において

Q

推 定 を行

っ て いる

 本

で は,

地 盤

条件

な る

複数

に おいて

ア ホ

ルで

観 測

され た

地 震 動 記 録

か ら

推 定

さ れ る

盤 の

速 度 構 造

PS

検 層

結 果

比 較

な ら びに その

十 分 解 明

さ れ て い な い

Q

周 波 数 特 性

につ い て

検 討 を 行 う

。 ま た さ

にそ れ

結 果 を用

い て,

さ れ る 地

震 動

観 測 値

との

比 較

じて

地 盤 構 造

わ る 強 震 動 予 測の

精 度

検 討

する。

本 研 究

評 価

さ れ た

強 震 動

評 価 誤 差

サ イ ト

に おい て

地 盤

速 度

Q

構 造

調 査

っ た

場 合

短 周

地 震 動

が 地 盤に

してどの

程 度

精 度

能 か を 示 す

つ の

指 標

と な る

の と

え ら れ る。

2.

タ お よ び

解 析 方 法

  解 析

い た デ

タは そ れ ぞ れ

IOOm

か ら

950m

さの

ア ホ

ルで

加 速 度 計

によ る

鉛 直

アレ

強 震 動

観 測

わ れ てい る

福 島 県

富 岡 (

TMK

い わ き

IWK

東 松 山 (

HMY

お よ び

静 岡 県

修 善 寺 (

SZJ

4

観 測 点

ら れ た もの であ る。

Fig.

1

観測点

お よ

対 象

と し た

を 示 す

対 象 と

し た

地 震

1979

か ら

1988

10

発 生

し た

の で

強 震 動 記 録

精 度

強 震 動 予 測

観 点

か ら

マ グニ チュ

M3

5

震 源 距 離

X

200km

以 下

深 さ

60

 

km

以 浅

の で

る。 ま た

速 度 記 録

長 周 期 領 域

にお け る

SN

検 討

し15)

く と も 周

期 2 秒

精 度

証 さ れ る

録 を 選

し た。 その

,TMK ,

 

IWK

そ れ ぞ れ

約 50

HMY

, 

SZJ

30

地 震

対 象

と なっ た

 

Fig.

2

各 観 測 点

で の

ps

検 層

に よる

s

速 度 構

お よ び

測 点 位 置 を示

こ こ に

PS

検 層 結 果

べ る

観 測

ス ペ ク

対 す

最 適 化 計 算

初 期 値

と して

いる た

速 度 変 化

比 較 的

はっ きり し た

層 境

界 間

で速

区 間 平 均

っ て

平 滑 化

し た もの である

その

結 果

TKK

 

IWK

 

HMY

各 点

で は

速 度

10

% 未 満

さい

く は

と して

統 合

された。

SZJ

し て は,

速 度 変 化

10

上の

も層 厚

のが

か く

なっ て いる た

層 境

考慮

の 上

平 均 操 作

に よっ て

地 震 波

通 過 時 間

0.

03

を 無 く す よ う

統 合

期モ デルと し たQ

 

PS

検 層

直 接 求 め ら

れ た

速 度 構 造

比 較 す

る と

以 上

操 作

に よっ て

初 期 値

とし て

い ら れた

速 度

構 造

はや や

平 滑 化

さ れ た もの と なっ ている が

滑 化の

対 象

と し た

速 度

さい こと や

の 通 過

本研 究

対象

と す る

周 期

0,

05

秒 以 上

地 震 動

Fig

1

 

Location

 of ana 【

yzed

 events  

for

 each  sation

(3)

O lOO Vs(m〆s) 20

4

Ω oO1DO120

Vs

 

(m !s ) 50leo

乙 oO

μ

O 25030e350 Vs〔

ノs ) Vs(而

1s

Fig

2

 

S

wave  velecity  structures  

for

 each  station

 

Thin

 

lines

     

indicate

 the results  

from

 the 

PS

logging

 which  corres

    pond

 

Lo

 

initial

 mode 且s 

for

he

 optimal  analysis

 and

     

thick

 

lines

 

indicate

 

those

 

by

 the optirnal  analysis  

for

 the      observation  records

 

Soild

 circles  show  

the

 

location

 of

  

observation

 

points

 

for

 

the

 

inalyged

 

records

い こ

か ら

平 滑 化 が 結 果

す 影 響

はそ

ほ ど

き く ない もの と

え られ る

 

地 盤 定 数

決 定

し ては

,SH

重 複 反 射

SHAKE

ラム4 )を

さの

な る

測 点

の スペ ク

最 適 化

方 法

16)を

適 用

した

地 盤 定

の う ち,

決 定

対 象

と し た

の は

S

速 度

S

Q

Qs

密 度

して は

密 度検 層

め ら れ て い る

をその ま ま 用い ること にする

 

解 析 対 象 地 盤

各観

測 点

最 深 測 点

さ までと し

と し て

比 較 的 安 定

した

上 面 付 近

の 測

で地 盤 を

2

つ に

けた。 そ の

測 点

地 表 と 最 深 点

測 点 を 加

え た

3

測 点

録 を

対 象

解 析 を進

め た

3

測 点

位 置

Fig

2

し た

』解 析

し て は

水 平

2

成 分

観 測 記 録

か ら

震 源

方 位 角

い て トラ ン ス バ

ス成 分の

地 震 動 を各 地 震

ご とに

,S

波 到 達 時 刻 以

解析

対 象 区 間 と

して

ぶ 。

この よ うに し て

ば れ た

の フ

エ ス ペ ク

ル を

それ ら

を用

い て地

お よ び

地 表

最 深 点

の ス ペ ク

比 を定 義 す

る。 さ ら に

そ れ らの スペ ク

ル 比の対 数の 平

均 値 を

すべ て の

そ れ ら

地 盤

定 数

最 適 化

の タ

ッ トと し た

こ こ で ス ペ ク

対 数

最 適化

対象

と し たのは,

絶 対

き くな る ス ペ ク トル比の 山 だ け で な く,

速 度 構 造

決 定

し て

同等

意 味

を もつ

につ い て

も均 等

論 値 を

さ せ る た めであ る

解析

対 象 と

し た

周 期 領

指 摘

し たデ

タの

信 頼

考 慮

し,

2

か ら

0.

05

秒 と

し た。

 

解 析

最 適 化

関 数

S

残 差

乗 和

と し て

以 下

の式で表 現 さ れ る

   S=

Σ

log

 

A

Th

1

9

 

A

Tit

x

2

…・

1

 

こ こ で

媒 は κ 番 目の周

log

 

A

TD

は スペ ク ト ル

対 数 平 均

で あ る

x

最 適 化

対 象

と な るパ ラ メ

体 的

に は

各 層

S

波 速 度

Q

か ら な るベ ク トル であ る

用いた

非 線 形 最 小

乗 法

の ア ル ゴ リ ズム は

ご ユ

トン

コ6)で

るa

11

にお け る サン

リ ン

T

,は

で き る

だ け 少

ない

点 数

で スペ ク トル

表 現

で き る よ う

解 析

対 象

とした

O

05 秒

か ら

2

周 期 帯

測 点

じ て そ の選

え た

と して

な サン

プ リ

ング

数 を示 す

周 期

2

0

1

秒の間に

25

か ら

40

そ の

1 次

か ら

3

次 周 期

対 応

する

分 を表 現 す

る ため

を は さ んで左 右の谷 の間 で それ ぞれ

5

か ら

10

点 程 度

lj

っ た

ま た

の よ うに

複雑

形 状 を

してい る

場 合

に はそ れ らの

15

点 程 度

や し

で きる だ けスペ ク トル

形 状 を忠 実

表 現

で き る よ うに

た。 また

O

1

以 下

O

 

05

で は

観 測 点

に ほ ぼ

関 係

な く

20

点 程 度

の サ ン

リング を

っ た

0

1

秒 以 下

で はス ペ ク トル比の

変動

き く

山 谷

間 隔 も非 常

い た

ス ペ ク トル の

を 忠 実

表 現 す

ると

言 う立 場

0.1

上の領

に比べ か な り

いサ ン

リン

になっ てい る

いえ る。

 

計算

2

段 階

分 け

間 点

の ス ペ ク トル比 を 用い て

最 表 層

地 盤 定 数

決定

さ らにそ れ らの

定 数 を固 定

した

地 表

最 深

とのス ペ ク トル

か ら

中 間 点 以 深

地 盤

定数

し た

こ こ で

まる

地 下 構 造

中 間

の選

び 方

か ら,

最 表 層

は ほ ぼ

新 第

わ り

鮮 新

層, ない し は

化 層

対 応

中 間 点 以

深 は

中 新 世 以 前

新 第

の地

対 応

す ることに な る

 

最 適 化 計 算

s

波 速 度

初 期

値 は

Fig

z

す と お り で

また

Q

につ い ては

 

Q

Q

f

” で

周 波 数 依 存 性 を仮 定

初 期 値

と し て

Q

。=

10f

°

E

を 与

 

Q6

お よ び

n

を各 層

ご とに

め た

 

こ の

よ う

最 適 化

非線

最 適 化

め られ る

ある

度初 期値

依 存

る を

ない

こ のた め

信 憑性

問 題

と なる

こ こ で

え る

初 期値

の う

速 度 構 造

につ いて は

PS

検 層 結 果

かな り

か な

結 果

が 既 に

ら れてい る

これに

Q

3

(4)

 

lomioka

 

Transverse

 〔

Gal

 

O

               

16No

 

6

4

  閭04 く

loe

1

No

3

   

位 相

浅 部

測 点

か っ て

S

波 速 度

上 昇

して

o

   

ゆ く

様 子

か る

また

地 表

途 中 層

境 界

か ら

  

反 射 波

もみ ら れ いずれ も

S

波 速 度

伝 播

し て い る

  

以 上

の こと か

,PS

検 層

S

波 速 度 構 造

妥 当 性

  

確 認

さ れるだ けで な く

べ た

SH

多 重 反

   

を 適

するこ との

妥 当 性

示 唆

さ れる。

47em

ξ 齪 t

93

舳〆s 闘O

2

覚0

1c

950m

〕       4    

O

0

       

1

0

       

2

0

       3 0     〔sec)   

4

O

     

Jun.

 

26、

 

1984

 (

H=

4.

5,

 

Depth=50km,

 

55km

Fig

3

 

Examples

 of  

the

 vertica 且array  records  

pasted

 upat  

TMK

      statien

 

Vertical

 axis 

follows

 

S

wave  

travel

 

time

 calcu

     

lated

 

from

 the results  

by

 the 

PS

logging

値に つ い ては その

情 報

はほと ん ど ない ま た

,一

地 震 動

のス ペ ク トル

れ る

は ほ ぼ

速度構 造

に よ り

ま り

そ れ ら の

起伏

は 速

度 構 造

Q

に よ る と

え ら れ る。 こ の た め, ま

速 度 構 造

計 算 さ

れる ス ペ ク

山 や谷

と 正

し ない

観 測

ス ペ ク トル

の形

説 明

す ること は ほ と ん ど

困 難

であ る。 そこ で

最 適 化

して は, ま

PS

検 層 結 果

で スペク トル

位 置

が ほ ぼ

説 明

で き ること

を確 認

し た

速 度 構 造

につ い て

検 層 結 果

か ら

め られ た

初 期 値

とパ ラ メ

タ が

き く か け

れな いよ

それら の

範 囲

制 限

Q

決 定

す る よ

に し た。 こ のよ

拘 束

付 与

め ら れ る

地 盤

定数

的妥 当性

を 抑 え る 上で

で あ る と

え ら れ る。

 

Fig.

3

920

 m の

さ に あ る

花 崗 岩

基 盤

か ら

古 第

地 層

お よ

に い た る

わ れて い る

TMK

で の

記 録

示 す

さ の

記録

ら れて い 。 ま た

間 隔

PS

S

速 度

か ら

計 算

さ れ る 波 動の伝 播

時 間

っ て い る

950

皿 の

さ にある

No .1

測 点

0.

5

近 に

S

波初

達 が

られ

3.

結  果

 

Fig.

4

に地

な らび に

と 最 深

の平 均

観 測

スペ ク トル

比 と

その

標 準 偏 差

お よ

最 適 化 計 算

結 果 求 ま

っ た

理 論 値 を 示 す

矢 印

最 適 化 計 算

対 象 と

し た

周 期 領 域

す。

 

IWK

で は

中 間 点 以 浅

最 表 層

S

波 速 度

0.

08

秒 付

1

次 ピ

ク が

確 認

さ れ

0.07

か ら

0

15 秒

で理

論値

との

対応

が よい。 ま た

地 表

最 深

の ス ペ ク

につ い ては

観 測 値

にみ

れ る

0.

18

秒 付 近

3

次 ピ

ク まで

理 論 値

に よっ て よ く

さ れ

0

秒付

まで

まかな

対応

め られる

TMK

では

最 表 層

しては

3

次 ピ

最 深 点

し て は, や や

対 応

精 度

ち る も の の

4

な い し

5

クまでの ス ペ ク トル

挙 動

が 理

論 値

に よ り

表 現

さ れ

ど ち ら

も約

O

ユ な い し

0

15

秒 付 近

まで

さ れ たス ペ ク トル比 の レベ ルが

ま かに

説 明 さ

れ てい る

し,

3

秒 付 近

1

次 ピ

クにつ い て は

したデ

タの

囲 を

え る た め

最 適 化

対 象

か らは

し た が

卓 越 周 期

につ いて は

化 の

と ほ ぼ

致 す

と が

か る

  HMY

で は いずれ の

場 合

2

付 近

まで

観 測

結 果

特 徴

理 論 値

表 現

さ れ

ス ペ ク トル

ま か

レ ベ ル で

見 る と

58m

以 浅

0.

05 秒

120

m

以 浅

0

1 秒付

ま で

両者

対応

して い るこ

か る

これ に

し て,

SZJ

で は

観 測

さ れ たス ペ ク

複 難

形 状 を示

し, ス ペ ク トル の

ク に

す る

理 論 値

対 応

相 対 的

そ れで も

0.

1

ない し

O.

5

秒 付 近

までお お

か に は スペ ク ト

の レベ ルが 理

論値

に よ り

さ れて いる

 

以 上

結 果 求

ま る

各 観 測 点

で の

S

波 速 度

構 造 を

Fig

2

, 

Q

値 を

Table

 

1

に ま と めて

示 す

。 

Fig

2

に は

Table

 

l

 

Q −

va 晦 e 

for

 

S

waves

 

Q3=Q

St

 

TMK

 

 

 

PP曾

 

 

 

IWKHMYSZJ Depth   …

Qo

: n    「

Q

in

  「

Qo2

 n     :  

   

  引

Q

in

3

1

1

GL

: : 旨

1

: :

3

2  1  1

1

04

41

 

3

o

 :

o

3220  

10

2

: 2 :

1 1 闘

iddle

3

58  :0

335

710

542

0

 1LD25  

10

54 : : 二 : 20  [0

33 し : 2 「 3 : Bottom :

1

1 }

4

(5)

OH ← α に OH 卜 α 偲 〇

α 匡 0 = ⊂ 巴 100 且0 dOO 10 o

lDD 10 100 10 0

Fig

4

0

1       塾

PER [OD 【SE⊂ 〕 :00 lO IOO 且0 100

100 LO 100 10 o

1         L P匸RIOO tSEC, iO

     

0

l

       

l

        

且00

     

0

1

        

L

        

10       PER 【OD  【SEC 】                                                  PER[OD 〔5EC〕

Spectral

 raし】os of 

S

wave  records  at  observation  

polnts

 o{

ground

 surface  

to

 underground

Thinsolid

 and  

dotted

 curves  

indicate

 

the

 

average

 

ratlos  

for

 the

 

analyzed  events

 

and

t

卜eir

 

standard

 deviation

 

respec1ively

 Thick

 solid curves  show  

the

 calculated  raヒ

ios

for

 

the

 

optimai $

tructure

 model

 

Arrows

 

indicate

 the effective

 

period

 range  

fQr

 the optimal  analysis

べ たよ うに

PS

か ら

め ら れ た

度構

初期

値 も示

さ れて いる が

両 者

系 統 的

は ない この こ と は

PS

検 層 結 果

き く

さ せ ること な くスペ トル

をほぼ

説 明

でき ること を

して い る

 

今 回 理 論 的

に ス ペ ク トル比 を

する に

し て すべ ての場

合 平 面 波

鉛 直下 方

か ら

地 盤

入 射

するとの

仮 定

しているが,

両 者

間 接 的

の こ

妥 当性

の で ある。 なぜ なら

平 面 波

い て

水 平

構 造

地 盤

に入

す れ ば

み か けの

伝 播

鉛 直

場 合

よ り

く な り

そ の

果 速 度 構 造 を

PS

果 よ り

めに

評 価

す ること が 予 想 さ れ る か らで あ る

観 測 さ れ た

S

鉛 直 下 方

入 射 す

理 由

と しては

,S

速 度

Vs

で ユ

000

 

m

s

た はそれ

以 下

地 盤 を対 象

と す る

HMY

SZJ

場 合

に は

Vs

3000

 m

s

基 盤

S

角 度 を も

っ て入

して

ル の

法 則

に よっ て こ れ ら の地 盤の

部では 波

が 立 ち

結 果 的に

S

鉛 直

仮 定

っ て いる もの と

え られ る。 ち な み に

対 象

と し た

地 震

につ い て こ れ らの

深 点に入 射 す る

S

の入

射 角

計 算

する と

ほ ぼ

10

前 後

と な りか な り

鉛 直

い こ と が

か る。 また

IWK

TMK

で は

対 象

と し た

地 震

震 源

さ が

30

か ら

60km

比 較 的 深

くまた

震 央 距 離

も さほ ど

き く

5

(6)

ない た

深 層

基 盤

ら地 盤 を 考 慮

し た

場 合

も入 射

20

か ら

30

度 程 度

で あり

近 似 的

S

鉛 直

仮 定

十 分 成

つ ものと

え ら れ る。

 

Q

につ い ての

議 論

し く

う が

,Table

 

l

か ら

か る

よ う

求 ま

Q

はい

も周 波

と と もに

増 加

ほ ぼ周

波 数

1 乗

か ら

O

2 乗 (

n

1

− 0.

2)

比 例

する こ

か る

なお

IWK

浅 部

につ い て は

Iomioka

 

Transverse

 

Ga1

t

         

OBS

      o 閥

o

6

   

GL

      O

   

      ロ

Ho.

4

se       駒

10

伽       o

   

      oNO

3

   

250m

      O

   

      ONO

2

   

660m

      O

     

0

1

      0

950

旧 

25

ltW

llrtrrrriltir

      伺脳 

 4L

2se 

臓 I      

SYN

F

tW

lml

tlllll

      HRX

■η.

7a7 

GL

PtW

su

− −

hflifI

      燃

B

 l9

9TS 

帆 [

tlpm2WWL

−一一

::

1

L

      ロ             s              ロロ             t5              2o       lSEC,      

Oct.

14

1986

F5

7

 

Depth

52k

36

  )

Fig

5

 

Examples

 o 圧synthesized

 

resu1Ls

 

using

 

the

 

optimal       st【ucture model  and 

the

 record  at 

the

 

bottom

 ofbore  

hole

     

at  

TMK

 

in

 comparisen  with  the Qbserved  records

    5

・ ヒ

o

5

80

2 互

O

 

  0

1    

0

02

  0

05  0

1 0

2   0

5  1    2    

LO

  

s

 

ε

8

 

2

1

ε

5

9つ

0

20

1  0

02  0

05 0

  0

2

   

0

5

   

L

   

2

     

PERIOD

 {

SEO

象 周 期 帯

1

ク し か 入 ら

その

結 果

Q

議 論

も 限 られた 周

期 範

囲に

る を

なか っ た

こ の た め

n

す るこ と が で き

に 周

依 存

し ない

Q

求 ま

っ た

  次

観 測 記 録 を用

いた

最 適 化 計 算

に よ り

め られ る

地 盤 構 造

精 度 が 強 震 動

予 測 精 度

える

影 響 を見

る た め

最 深 点

観 測 記 録

ら地 盤 構 造 を 用

い て

地 表 を

は じ め

さ の

記 録

理 論 的

計 算

観 測 値

比 較

し た

Fig

5

最 深 点 が 最 も深

TMK

相 特 性 も含 め 各 深 さ

観 測 記 録 を計 算

り,

よ く再 現

で き て い る こ と が分か る

さ らに こ れ らの

果 を

量 化

る た め

設 計 用 地 震 動

つ の

重 要

表 現 形 式

え ら れ る

減 衰 定 数

5

絶 対 加 速 度 応 答

ス ペ ク

ル で

観 測 値

する

計 算 値

め た。

Fig

6

に そ れ らの

結 果

を すべ ての

地 震

につ い て

平 均

した

とその

標 準

偏 差

各 観

測 点

ご と に

さ れ ている

平 均

1

場 合

地 盤 構 造 を も と

予 測

し た

地 震 動 と観 測

さ れて い る

地 震 動

平 均 的

し て い る こ と

を示

標準

地 震

ご との

予 測 結 果

の ば らつ

対 応 す

と考

え ら れ る

平 均 値

対 す

誤 差

ス ペ ク

致 度

が や や

SZJ

く と

局 所 的

で はあるが

最 大

で ファ ク タ

1

5

程 度

SZJ

で は

2

程 度

に な る。

た,

最 大 加

速 度 値

対 す

結 果

に ほぽ

対 応 す

ると

え ら れる

周 期

O

 

02

値 を 見

る と すべ て の

地 点

均 値

が フ ァ ク

1

3

以 内

納 ま

っ てい る

こ れ に

し て

準 偏 差

周 期

1

秒 以

上でや や

さ く な る

傾 向

め ら れる

場 合 も

あ る が

SZJ

む すべ て の

観 測 点

で フ ァ ク タ

1

2

か ら

1

4 程度

にあ る。 ま た

ス ペ ク トル

か な ピ

クの

対 応

比 較 的 悪

期 領 域

でも

応 答

ス ペ ク 105

 

2  

10

50

2

51

・α

2

5

1 。

2D

5

2

 

51

。      ロ

  

s2   10

5   D

2

51

・ °

6

。、

5

12       PER]OD 〔

SEC

S

   

IO

Fig

6

 

The

 ratios of response  spectra  with  

damping

 constant  of 

5

of し

he

 synthesized  reco τ

ds

 

to

 Qbserved  records

    

on 

the

 

ground

 surface  

Th

正ck and 

thin

 curves  

indicate

 the average  

fQr

 the analyzed  events  and  

its

 sta 皿

dard

     

deviati

・n

 respectively

(7)

ル で み る

予 測

対 す

誤 差

長 周 期 領 域

れ ほ ど

わ ら ない こと が

か る。

 

こ こ で

し た

地 震

動 評 価

対象

とす る 地

で あ ら か じ め

ら れ た

観 測 記 録

か ら

地 盤 構 造 を推

し, そ れ を

いて

強 震 動 予 測

っ た

盤 構 造

影 響

に よ る 予

誤 差

の目

と なるもの である。 も ち ろ ん

と し た

4

比 較 的 硬 質

堆 積 地 盤

観 測点

であ ること か ら

上 記

地 盤

け ない

地 盤

す る

目安

え るべ き であ る。

4.

議  論

  実 体 波

多 重 反 射 理 論

観 測 地 震 記 録

適 用 す

, し

ば表

の混 入の

題 が

と な る。

Fig.5

記 録 例

か ら も 分 か る よ うに

堆 積 盆 地 上

にない

富 岡

で は

S

振幅

を上 回

る よ う な

顕著

後続

め られ

主 要 動

S

多 重 反 射

に よっ て よ く

説 明

さ れ る

。IWK

SZJ

につ い て

も顕 著

後 続 波

は 認 め られ ない。 これ に

HMY

関 東 平 野

か ら

10km

平 野 内

位 置

西 方

震 源

し て

堆 積 層

面 波

ら れ る

位相

さ れて い る17 ) 。

後 続 位 相

周 期

地 震

な るが

2

卓 越 す

の と

5

卓 越 す

のが

今 回 対 象

と して い る

解 析

周 期

2

秒 以 下

るこ

, お よ び

東 松 山

最 深 点 以 浅

1

次周 期

O

8

後 続 波

周 期

十 分 短

い こ

を考 慮

そ れ ら の

影響

析結

にほ と ん ど

反 映

さ れ ない

の と 考 え ら れ る

 

これ ら

面 波

と み ら れ る

続 波

影 響

度 合

いは

観 測

っ て か な り

な る

,一

短 周 期

よ り も 長 周

期 領 域

影 響

きい と

指 摘

され てい る18)

その意 味 で は

今 回 解析 対 象 周 期

2

秒 以 下

限 定

し た こ とも

体 波

の みを

抽 出

する ことに

だっ て いる

の と

え られ る。

 

SZJ

では

に述べ た よ

堆 積 盆 地

起 因

す る と

わ れ る

顕 著

後 続 波

ら れ ない。 しか し なが ら

SZJ

観 測 点

半 島 地 域

火 山 岩

火 山性

積 物

表 層

地 層

連 続 性

しく

い ことが

ら れて い る19) 。 その

か ら

類 推 す

れ ば

,Fig.

4

SZJ

の スペ ク トル比に

水 平 成 層 構 造

解析

だけ で は

近 似

し き れ ない部 分 が 見 られ るの は

か な り

か な

不 均 質 構 造

し ている た め か も し れ ない し か し な が ら

でその

詳 細

らか で ない

  次

めら

れ た

Q

性 質

目 する

地 盤

によ る

地 震 動

増 幅 特 性 を 支配 す

要 因

う ち

速 度 構 造

につ い ては

PS

検 層

弾 性 波 探 査 等

結 果

か ら そ れ らの

当性

につ い て

独 立

検討

する こと ができる。こ れ に

Q

に っ い ては 必 ず し も そ れ ら にあ たる

手 段

が な く

50

20

δ

 

Io ・ 2 1 2 5 102e

                 f(

Hz

Fig

7

 

Frequency

 

dependence

 of 

Qs

 

for

 sh

llower

 strata with

    

shear wave  velocity  slower  

than

 about 

700

 m/s

 

Thick

     

lines

 show  

the

 results obtained  

in

 

the

 

present

 study  and      thin 

lines

 

in

 other  studies

 

A

叮ows at 

30

 

Hz

 

indicate

 that

     

the

 range  of 

Qs−

values  obtained  

from

 the 

PS

logging

 

by

     

Ishida

 et a 且

 zo}at 

TMK

地 震 波

減 衰

そのも のの

因 につ いて も さ ま

ま な

そ こで こ こで は

そ れ らの

議 論

材 料

と す る た め

本 研 究

求 め ら

れ た

Q

究結

Q

性 質

につ い て

検 討 す

ることに

る。

 

ず 最 初

研 究

め ら れ た

Q

との比

Fig

7

 

Fig

8

結 果

す。

実 線

ス ペク トル

ク も

め よ く シ ミュ レ

ショ ンで き た

周 波 数 帯

であ り

それ に続 く

点 線

は ほぼ

平 均 的

に スペ ク トル比の レ ベ ル を あわ せ る こ と が できた

領 域 を示

ま た

実 線

研 究 結 果

。Fig、

7

に は

中 間 点

浅の

また は

紀 鮮 新 世 (

風 化 層

さ れ て い る。 これらの地 盤の

S

波 速 度はお お むね

700m

s

以 下

であ る。 ま た

田 10〕

111

めた

沖 積 地 盤

す る

さ れ てい る

も周 波 数

と と もに

Q

が 大 き く な る 傾

が ある

n の

周 波 数 依 存 性

評 価

で き な かっ た

IWK

20

 m

以 浅

くと

0

2

か ら

1

0

で あ る

ま た

.30Hz

され た

矢 印

TMK

PS

め ら れ る

S

位 相

注 目

そ の

振 幅

の 減

か ら

め た

Q

で あ る2°) 。 そ の

S

越 周 波 数

は ほ ぼ

20

ない し

40

Hz

で あ り

その

果が

30

 

Hz

付 近

Q

対 応

す る と

え る と

スペ ク ト

か ら

め ら れ た

Q

周 波

する

単 調 増 加

傾 向

高 周 波 数 領 域

頭 打

ち す る 可

能 性

示 唆

され る

Fig

8

中 間

以 深

を 示

TMK

にっ い て は

 

GLr470

 m

に あ る

度 境 界

に上

下 部

して

Q

々に

め た

HMY ,SZJ ,

 

TMK

新第

紀 中 新 世

, 

IwK ,

TMK

下 部

古 第

の地

する

       

7 一

Table   l   Q − va 晦 e   for   S − waves .   Q3=Q 。 ノ 躍

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