【
論文
】
日本 建 築 学会 構 造 系 論 文 報 告 集 第 446 号・
199S
年4
月JQumal
ofStruc
し,
Constr
,
Eng
,
AIJ
,
No
.
446,
Apr
,
,
1993●
堆 積
地
盤
に
お
け る
地 震
波減衰特性
と
地 震
動
評 価
ATTENUATION
CHARACTERISTICS
OF
SEISMIC
WAVES
IN
SEDIMENTARY
LAYERS
AND
STRONG
MOTION
ESTIMATION
武 村 雅
之
* ’,池 浦 友 則
*2 ,高 橋 克 也
*,
3 ,石
田
.寛
*4 ,大
島
.
豊
*5漁
3
の威 ゴ
TAKEMURA
,
Tomoriori
IKEURA
,Katsdya
TAKAUASHI
,
ffi
’
roshi
ISHII
)
A
and
Yutaka
OllSfflMA
Q
−
values and v’
e且ocitiesfor
S −
wavespropagating
in
sedimen 亡arylayers
onthe
basement
are e.
valuatedfrom
spectral ratios strong motion recordsthrough
an
optimal analysis.
The
strong mo.
tion
records are obtainedby
4
borehole
array observations withthe
depths
正romlOO
to
95Q
min
Southern
Tohoku
andKanto
districts
in
Japan
,
and availablefrequencies
for
the
a皿alysis
rangefrom
O.5to
20
Hz
.
The
velocity%
structures obtainedin
the
present
study areconsistent
withthe
results
by
the
PS ・
logging
at
allthe
stations
.
The
Q
−
values arein6rease
withfrequency
f
in
prop
−
ortion
to
fo
’
:−
L°between
O.
5to
lOHz
.
Keywortts
:sedimentary
layers
,
wertical array obserwation,
multiPle reflectiontheory
,
Q
−
valtte,
S一
ωave耀o碗
y
堆 積 層
,
鉛直
アレー
観
測
,
多
重
反射
理論
,
Q
値
,S
波 速 度
L
は じめに強 震 動
の予 測
に際
し,
地 盤 構 造
の影 響
の大
き さが近 年
見
な お さ れっつ あり,
主
にや や長 周 期
地震 動
に対
して複
雑
な 地盤 構 造
を考
慮
し,
波 勤 伝 播
を解析 的
に シミュ レー
ショ ンす
る方 法
が開 発
さ れて き だU,
z } 。一
方
,
短 周 期
地
震
動
に対
して は,
計 算 時 間
の制 限
や関 与
す る 地盤
構
造
の 局地 性
が大
きい ため,
広 域 的
に地震 波
の伝 播
を解 析
的
に表
現
す るこ と が一
般
に困難
であ
り,
専
ら実 体
波
の重
複 反
射
理論
3 )・
4 )に よ る一
次
元の解 析
が行
わ れ る 場合
が多
い。 この よ う な場 合
,対 象
と する地 震 波
の波 長
が短
く その分
観 測 点 極 近
の地 盤 構 造
の鷺 響
が よく効
く せい も あり, よ り高 度
な解 析 結 果 と比 較
し,
観 測 記 録
の シ ミュ レー
シ ョ ン に際
し む し ろ良
い成 績
を あ げ る場 合
も多
い5 )。一
次 元
の 重 複 反射
理論
を用
い る 場 合,
地 盤構
造 と して一
般 に水平
成
層 構造
を仮 定
し,
各
層
の弾性波
速
度
,
密度
な らび
に減 衰 を 表
すQ
値 を 与
える必 要
が ある。
地 盤
の速 度 構 造
は弾 性 波 探 査
やボア ホー
ル を利
用 し たPS
検 層
に よ り求
め られ, ボア ホー
ル で は ,密 度 検 層
に より密 度 も求
めら れる こと が多
い。
こ れ に対
し てQ
値
を求
め ること は,
それ ほど一
般 的
ではない。
し か し な が ら,Q
値
の構 造
は,速 度 構 造
と とも
に地 盤
の増 幅 特 性 を 決
める最
も重 要
な要
素
で あ る。地 盤
のQ
値 を 求 め
るた め
に,
従
来
か らいろ
い ろ な試
み が な さ れて いる が,
そ れ らはボアホー
ルを用
い る か否
かで大
き く2
つ に分 類
さ れ る。
ボア ホー
ル を用
い ない方
法
と して は,
自然 地 震
に対
し,
基 盤
でP
波
か らS
波
に変
換
する波
と直達
P
波
の比 を求
めて震 源
の影 響 を除 去
し,
地盤
のQ
値
を求
め る方 法
5 )や,
弾 性 波 探 査
に用
い る発破
の記 録
を用
いる方 法
7 圃等
が あ る。前 者
は基
盤
と表 層
の速
度
コ ン ト ラス トが大
きい場
合
にのみ有効
であ り,
後
者
は一
般
に対 象
周波 数 帯
が狭
くQ
値
の周波 数 依
存性
の評
価
に適
さな い。
こ れ に対
し, ボア ホー
ル を 用い た方 法
は ,制 約 条 件 も少
なく 自然 地 震
に対 す
る孔 底
での記 録 と地 表
で の記 録
の ス ペ ク トル比
を重 複 反 射 理 論
の結 果
と比 較
し,
Q
値
を求
め ること が 広 く行
わ れて き た1°)−
lz 〕。一
方
,
深 層
の基
盤
まで到 達
す る深
いボ
ア ホー
ルの出 現
によ
り,
1’ 鹿島小堀研究
室主任研 究員
・
理博
¥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
冂g
.
,
Ka
亅ima
Technicai
Research
Ins
ヒitute
KajLma
Corp
.
,
Senior
Research
Eng
.
,
Kajima
Technical
Research
Insdtute
Kajlma
Corp
.
Tokyo
Eiectric
Power
Carnpany
基 盤
で の入 射 波
と地 表 面
か らの反 射 波
の比
か らQ
値 を
求
め る試
みも
な さ れて いる13 )・
1“〕 。 ま た,Kinoshitai3
}は ,上 記
2
つ の方法
に基 盤
と中
間層
で の記 録
の スペ ク トル比
か らQ
値 を 求 め
る方 法
を加
え,
そ れぞ
れの方 法
の適 用
で き る周 波 数
帯
を吟 味
し,0.
2Hz
か ら20
Hz
の広 周 波
数 帯
においてQ
値
の推 定 を行
っ て いる。
本
研
究
で は,地 盤
条件
の異
な る複数
の地
点
に おいて,
ボ
ア ホー
ルで観 測
され た地 震 動 記 録
か ら推 定
さ れ る地
盤 の速 度 構 造
とPS
検 層
によ
る結 果
の比 較
な ら びに その性
質
が十 分 解 明
さ れ て い な いQ
値
の周 波 数 特 性
につ い て検 討 を 行 う
。 ま た さら
にそ れら
の結 果 を用
い て,逆
に推
定
さ れ る 地震 動
と観 測 値
との比 較
を通
じて,
地 盤 構 造
に関
わ る 強 震 動 予 測の精 度
を検 討
する。本 研 究
で評 価
さ れ た強 震 動
の評 価 誤 差
は,
サ イ ト
に おい て地 盤
の速 度
やQ
値
の構 造
の調 査
を行
っ た場 合
に,
主
に短 周
期
地 震 動
が 地 盤に関
してどの程 度
の精 度
で予
測可
能 か を 示 す一
つ の指 標
と な るも
の と考
え ら れ る。2.
デー
タ お よ び解 析 方 法
解 析
に用
い た デー
タは, そ れ ぞ れIOOm
か ら950m
の深
さのボ
ア ホー
ルで加 速 度 計
によ る鉛 直
アレー
強 震 動
観 測
が行
わ れ てい る福 島 県
の富 岡 (
TMK
)
,
い わ き(
IWK
)
,
埼
玉県
の東 松 山 (
HMY
)
お よ び,
静 岡 県
の修 善 寺 (
SZJ
)
の4
観 測 点
で得
ら れ た もの であ る。Fig.
1
に観測点
の位
置
お よび
対 象
と し た地
震
の震
央
分
布
を 示 す
。対 象 と
し た地 震
は1979
年
か ら1988
年
の10
年
間
に発 生
し たも
の で,
強 震 動 記 録
の精 度
や強 震 動 予 測
の観 点
か ら,
マ グニ チュー
ドM3
,
5
以
上,
震 源 距 離
X
200km
以 下
,深 さ
60
km
以 浅
のも
の であ
る。 ま た,
加
速 度 記 録
の長 周 期 領 域
にお け るSN
比
を検 討
し15),
少
な く と も 周期 2 秒
以下
の領
域
で精 度
が保
証 さ れ る記
録 を 選択
し た。 その結
果
,TMK ,
IWK
で,
そ れ ぞ れ約 50
地震
,
HMY
,SZJ
で約
30
地 震
の記
録
が対 象
と なっ た。
Fig.
2
に,
各 観 測 点
で のps
検 層
に よるs
波
の速 度 構
造
お よ び測 点 位 置 を示
す。
こ こ に示
すPS
検 層 結 果
は後
で述
べ る観 測
ス ペ クト
ル比
に対 す
る最 適 化 計 算
の初 期 値
と して用
いる ため
,
速 度 変 化
が比 較 的
はっ きり し た層 境
界 間
で速度
の区 間 平 均
を取
っ て平 滑 化
し た もの である。
その結 果
,
TKK
,
IWK
,
HMY
の各 点
で は,
速 度
の変
化
が10
% 未 満
と小
さい層
の多
く は単
一
の層
と して統 合
された。SZJ
に関
し て は,速 度 変 化
が10
%以
上の層
でも層 厚
が薄
いも
のが細
か く積
み重
なっ て いる ため
,
層 境
界
を考慮
の 上,
平 均 操 作
に よっ て地 震 波
の通 過 時 間
が0.
03
秒
以下
の薄
い層
を 無 く す よ う層
を統 合
し,
初
期モ デルと し たQPS
検 層
によ
り直 接 求 め ら
れ た速 度 構 造
と比 較 す
る と,
以 上
の操 作
に よっ て,
初 期 値
とし て用
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,
平
滑 化の対 象
と し た層
の速 度
変
化
が小
さい こと や地
震波
の 通 過時
間
が本研 究
で対象
と す る周 期
0,
05
秒 以 上
の地 震 動
の周
Fig
,
1
Location
of ana 【yzed
eventsfor
each s;ation.
言
。
O lOO Vs(m〆s) 20(
巨
)
4尸
Ω oO1DO120Vs
’
(m !s ) 50leo∩
匸)
=
乙 oO∩
匠
)
‘μ
色
巴
O 25030e350 Vs〔旧
ノs ) Vs(而1s
)Fig
.
2
S
・
wave velecity structuresfor
each station.
Thin
lines
indicate
the resultsfrom
thePS
−
logging
,
which corres・
pond
Lo
initial
mode 且sfor
しhe
optimal analysis,
andthick
lines
indicate
those
by
the optirnal analysisfor
the observation records、
Soild
circles showthe
location
of’
observationpoints
for
the
inalyged
records
.
期
に比
べ短
い こと
か ら,
平 滑 化 が 結 果
に及
ぼす 影 響
はそれ
ほ ど大
き く ない もの と考
え られ る。
地 盤 定 数
の決 定
に際
し ては,SH
波
の重 複 反 射
理論
に基
づく
SHAKE
プ
ログ
ラム4 )を用
い,
深
さの異
な る測 点
間
の スペ クト
ル比
に最 適 化
の方 法
16)を適 用
した。
地 盤 定
数
の う ち,決 定
の対 象
と し たも
の はS
波
速 度
とS
波
のQ
値
,Qs
であ
り,
密 度
に関
して は密 度検 層
によ
り求
め ら れ て い る値
をその ま ま 用い ること にする。
’
解 析 対 象 地 盤
は,
各観
測 点
の最 深 測 点
の深
さ までと し,
第
三紀
層
と し て比 較 的 安 定
した層
の上 面 付 近
の 測点
(
中
間
点)
で地 盤 を2
つ に分
けた。 そ の測 点
に地 表 と 最 深 点
の測 点 を 加
え た3
測 点
の観
測記
録 を対 象
に解 析 を進
め た。
3
測 点
の位 置
はFig
.
2
に黒
匁
で示
し た』解 析
に際
し て は,
まず
水 平
2
成 分
の観 測 記 録
か ら震 源
の方 位 角
を用
い て トラ ン ス バー
ス成 分の地 震 動 を各 地 震
ご とに合
成
し,S
波 到 達 時 刻 以
後
を解析
対 象 区 間 と
して選
ぶ 。次
に,
この よ うに し て選
ば れ た記
録
の フー
リ
エ ス ペ クト
ル を求
め,
それ らを用
い て地表
と中
間点
お よ び地 表
と最 深 点
の ス ペ クト
ル比 を定 義 す
る。 さ ら に,
そ れ らの スペ クト
ル 比の対 数の 平均 値 を
すべ て の地
震
に対
し求
め,
そ れ らを
地 盤定 数
の最 適 化
を行
う際
の ター
ゲ
ッ トと し た。
こ こ で ス ペ クト
ル比
の対 数
値
を最 適化
の対象
と し たのは,絶 対
値
が大
き くな る ス ペ ク トル比の 山 だ け で な く,速 度 構 造
の決 定
に対
し て同等
の意 味
を もつ谷
につ い ても均 等
に理
論 値 を
一
致
さ せ る た めであ る。
解析
の対 象 と
し た周 期 領
』
域
は,先
に指 摘
し たデー
タの信 頼
区間
を考 慮
し,2
秒
か ら0.
05
秒 と
し た。解 析
に際
し,
最 適 化
の目
的
関 数
S
は重
み付
き残 差
二乗 和
と し て以 下
の式で表 現 さ れ る。
S=
Σ
匚
log
A
(
Th
)
−
1
・9
A
(
Tit
:x
)
]
2・
・
…・
・
…
(
1
)
こ こ で
,
媒 は κ 番 目の周期
,
log
A
(
TD
は スペ ク ト ル比
の対 数 平 均
で あ る。
x
・
は最 適 化
の対 象
と な るパ ラ メー
タ,
具
体 的
に は各 層
のS
波 速 度
とQ
値
か ら な るベ ク トル であ る。
用いた非 線 形 最 小
二乗 法
の ア ル ゴ リ ズム は準
ご ユー
トン法
コ6)であ
るa(
11
式
にお け る サンプ
リ ング
T
,は,
で き るだ け 少
ない点 数
で スペ ク トル比
の特
徴
が表 現
で き る よ う解 析
の対 象
としたO
.
05 秒
か ら2
秒
の周 期 帯
域
で観
測 点
に応
じ て そ の選択
を変
え た。
目安
と して平
均
的
な サンプ リ
ング数 を示 す
と,
周 期
2
秒
か「
ら0
.
1
秒の間に25
か ら40
点
,
そ のう
ち1 次
か ら3
次 周 期
に対 応
する部
分 を表 現 す
る ため,
山
を は さ んで左 右の谷 の間 で それ ぞれ5
か ら10
点 程 度
を害
lj
り振
っ た。
ま た修
善寺
の よ うに山
や谷
が複雑
な形 状 を
してい る場 合
に はそ れ らの数
を15
点 程 度
に増
や し,
で きる だ けスペ ク トル比
の形 状 を忠 実
に表 現
で き る よ うにし
た。 また,
O
.
1
秒
以 下O
.
05
秒
まで は,
観 測 点
に ほ ぼ関 係
な く20
点 程 度
の サ ンプ
リング を行
っ た。
0
.
1
秒 以 下
で はス ペ ク トル比の変動
が大
き く山 谷
の間 隔 も非 常
に狭
い た’
め,
ス ペ ク トル の山
谷
を 忠 実
に表 現 す
ると言 う立 場
か
ら言
えば
0.1
秒
以
上の領域
に比べ か な り粗
いサ ンプ
リング
になっ てい ると
いえ る。最
適
化
計算
は2
段 階
に分 け
て行
い,
まず
地表
と中
間 点
の ス ペ ク トル比 を 用い て最 表 層
の地 盤 定 数
を決定
し,
さ らにそ れ らの定 数 を固 定
した上
で,
地 表
と最 深
点
とのス ペ ク トル比
か ら中 間 点 以 深
の地 盤
定数
を決
定
し た。
こ こ で求
まる地 下 構 造
は,
中 間
点
の選び 方
か ら,最 表 層
は ほ ぼ第
四紀
や新 第
三紀
の終
わ り鮮 新
世
の地
層, ない し は風
化 層
に対 応
し,
中 間 点 以
深 は中 新 世 以 前
の新 第
三紀
や古
第
三紀
の地層
に対 応
す ることに な る。
最 適 化 計 算
を行
う際
のs
波 速 度
の初 期
値 は,
Fig
.
z
に示
す と お り であ
る。
また,
Q
値
につ い ては,
Q
。=
Q
。f
” で示
す周 波 数 依 存 性 を仮 定
し,
初 期 値
と し て各
層一
律
にQ
。=
10f
°’
Eを 与
え,
Q6
お よ びn
を各 層
ご とに求
め た。
こ の
よ う
な最 適 化
計
算
は非線
形
の最 適 化
に属
し,
求
め られ る解
は,
ある程
度初 期値
に依 存
せざ
る を得
ない。
こ のた め解
の唯
一
性
や信 憑性
が問 題
と なる。
こ こ で与
え る初 期値
の うち
,速 度 構 造
につ いて はPS
検 層 結 果
があ
り,
かな り確
か な結 果
が 既 に得
ら れてい る。
これに対
しQ
3
lomioka
Transverse
〔
Gal
)
O
16No
6
4
閭04 く一
loe
囗1
No,
3
の
位 相
がよ
り浅 部
の測 点
に向
か っ てS
波 速 度
で上 昇
して.
o
ゆ く
様 子
がよ
く分
か る。
また,
地 表
や途 中 層
の境 界
か らの
反 射 波
もみ ら れ, いずれ もS
波 速 度
で伝 播
し て い る。
以 上
の こと から
,PS
検 層
によ
るS
波 速 度 構 造
の妥 当 性
が
確 認
さ れるだ けで な く,
先
に述
べ たSH
波
の多 重 反
射
理
論
を 適用
するこ との妥 当 性
も示 唆
さ れる。一
47em
のノ
匂
ぎ
ξ 齪 t93
舳〆s 闘O,
2
覚0.
1c
−
950m
〕 4O
、
0
1
.
0
2
.
0
3 0 〔sec)4
.
O
Jun.
26、
1984
(
H=
4.
5,
Depth=50km,
△
≡
55km
〕Fig
.
3
Examples
ofthe
vertica 且array recordspasted
upatTMK
statien.
Vertical
axisfollows
S
.
wavetravel
time
calcu.
lated
from
the resultsby
thePS
−
logging
.
値に つ い ては その
種
の情 報
はほと ん ど ない。 ま た,一
般
に地
中
と地
表
の地 震 動
のス ペ ク トル比
の山
や谷
が現
れ る周
期
は ほ ぼ速度構 造
に よ り決
ま り,
そ れ ら の起伏
の程
度
は 速度 構 造
とQ
値
に よ る と考
え ら れ る。 こ の た め, まず
速 度 構 造
によ
り計 算 さ
れる ス ペ クト
ル比
の山 や谷
の位
置
が観
測値
と 正確
に一
致
し ない限
り,
観 測
ス ペ ク トル比
の形状
を説 明
す ること は ほ と ん ど困 難
であ る。 そこ で,
最 適 化
計
算
に際
して は, まず
PS
検 層 結 果
で スペク トル比
の山
や谷
の位 置
が ほ ぼ説 明
で き ることを確 認
し た後
,
速 度 構 造
につ い て検 層 結 果
か ら求
め られ た初 期 値
とパ ラ メー
タ が大
き く か け離
れな いよう
それら の取
り得
る範 囲
を制 限
しQ
値
を決 定
す る よう
に し た。 こ のよう
な拘 束
条
件
の付 与
は,
求
め ら れ る地 盤
定数
の物
理的妥 当性
を保
障
し,
解
の変
動
を 抑 え る 上で有
効
で あ る と考
え ら れ る。Fig.
3
に920
m の深
さ に あ る花 崗 岩
の基 盤
か ら古 第
三紀
,
新
第
三紀
の地 層
,
お よび
第
四紀
層
の地
表
に い た る観
測
が行
わ れて い るTMK
地
点
で の記 録
の例
を示 す
。
各
深
さ の記録
は同
一
の時
間
軸
上
に並
べ ら れて いる 。 ま た,
各
測
点
間
の間 隔
はPS
検
層
によ
りS
波
の速 度
か ら計 算
さ れ る 波 動の伝 播時 間
に従
っ て い る。
950
皿 の深
さ にあるNo .1
測 点
の0.
5
秒
付
近 にS
波初
動
の到
達 が見
られ,
そ3.
結 果
Fig.
4
に地表
と中
間点
な らび に, 地表
と 最 深点
の平 均観 測
スペ ク トル比 と
その標 準 偏 差
お よび
,最 適 化 計 算
の結 果 求 ま
っ た理 論 値 を 示 す
。矢 印
は最 適 化 計 算
の対 象 と
し た周 期 領 域
を示
す。IWK
で は,
中 間 点 以 浅
の最 表 層
のS
波 速 度
が速
く,
観
測
結
果
の0.
08
秒 付
近
に1
次 ピ
ー
ク が確 認
さ れ,
約
0.07
秒
か ら0
.
15 秒
の間
で理論値
との対応
が よい。 ま た,
地 表
と最 深
点
の ス ペ クト
ル比
につ い ては,
観 測 値
にみら
れ る0.
18
秒 付 近
の3
次 ピ
ー
ク まで,
理 論 値
に よっ て よ く表
現
さ れ,
0
.
ユ秒付
近
まで大
まかな対応
が認
め られる。
TMK
では,
最 表 層
に対
しては3
次 ピ
ー
ク,
最 深 点
から
の結
果
に対
し て は, や や対 応
の精 度
が落
ち る も の の4
な い し5
次
ピー
クまでの ス ペ ク トル比
の挙 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
まで観
測
さ れ たス ペ ク トル比 の レベ ルが大
ま かに説 明 さ
れ てい る。
ただ
し,3
秒 付 近
の1
次 ピ
ー
クにつ い て は,
先
に指
摘
したデー
タの信
頼
範
囲 を超
え る た め,
最 適 化
の対 象
か らはず
し た が,
卓 越 周 期
につ いて は最
適
化 の結
果
と ほ ぼ一
致 す
ること が分
か る。
HMY
で は, いずれ の場 合
も2
次
ピー
ク付 近
まで観 測
結 果
の特 徴
が理 論 値
によ
りよ
く表 現
さ れ,
ス ペ ク トル比
の大
ま かな
レ ベ ル で見 る と
,
58m
以 浅
は0.
05 秒
,
120
m以 浅
は,0
.
1 秒付
近
ま で両者
が対応
して い ること
が分
か る。
これ に対
し て,SZJ
で は,
観 測
さ れ たス ペ クト
ル比
が複 難
な形 状 を示
し, ス ペ ク トル のピ
ー
ク に対
す る理 論 値
の対 応
は相 対 的
に悪
い。
そ れで も0.
1
ない しO.
ユ5
秒 付 近
までお おま
か に は スペ ク トル比
の レベ ルが 理論値
に よ り表
現
さ れて いる。
以 上
の結 果 求
ま る各 観 測 点
で のS
波 速 度
の構 造 を
Fig
.
2
,Q
値 を
Table
1
に ま と めて示 す
。Fig
.
2
に は先
Table
l
Q −
va 晦 efor
S
−
waves.
Q3=Q
。ノ躍
St,
TMK
,
.
曽
曾
曾
・
PP曾
凾
IWKHMYSZJ Depth …Qo
: n 「Q
。in
「Qo2
n :’
「凾
’
引
Q
・in
3.
「
」
1
1
GL
: : 旨1
…
: :…
3・
2 1 11
・
04.
41
一
3
.
o
:o
.
322010
,
2
: 2 :卩
.
1 1 闘iddle
:3
: ; 58 :0.
335,
710.
542,
0
1LD2510
.
54 : : 二 : 20 [0,
33 し : 旨 2 「 3 : Bottom :唱
1
.
:.
1 }4
OH ← α に OH 卜 α 偲 〇
一
ト
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, iO0
.
ll
且00
・
0
,
1L
10 PER 【OD 【SEC 】 PER[OD 〔5EC〕
Spectral
raし】os ofS
・
wave records at observationpolnts
o{ground
surfaceto
underground.
Thinsolid
anddotted
curvesindicate
the
average
ratlos
for
theanalyzed events
and
t
卜eirstandard
deviation
,
respec1ively
.
Thick
solid curves showthe
calculated raヒios
for
the
optimai $
tructure
model.
Arrows
indicate
the effectiveperiod
rangefQr
the optimal analysis.
に述
べ たよ うにPS
検
層
か ら求
め ら れ た速
度構
造
の初期
値 も示
さ れて いる が,
両 者
に系 統 的
な差
は ない。 この こ と は,
PS
検 層 結 果
を大
き く変
動
さ せ ること な くスペ ク トル比
をほぼ説 明
でき ること を示
して い る。
今 回 理 論 的
に ス ペ ク トル比 を計
算
する に際
し て, すべ ての場合 平 面 波
が鉛 直下 方
か ら地 盤
に入 射
するとの仮 定
を
しているが,両 者
の一
致
は間 接 的
にその ことの妥 当性
も示
すも
の で ある。 なぜ なら,
平 面 波
が傾
い て水 平
成層
構 造
の地 盤
に入射
す れ ば,
み か けの伝 播
速度
は鉛 直
入射
の場 合
よ り速
く な り,
そ の結
果 速 度 構 造 を
PS
検
層結
果 よ り速
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
波
が鉛 直 下 方
に近
く入 射 す
る理 由
と しては,S
波
速 度
Vs
で ユ000
m
/
s
また はそれ以 下
の地 盤 を対 象
と す るHMY
やSZJ
の場 合
に は,
例
、
えVs
=
3000
m/
s相
当
の基 盤
にS
波
が角 度 を も
っ て入射
しても
スネ
ル の法 則
に よっ て こ れ ら の地 盤の下
部では 波線
が 立 ち,
結 果 的にS
波
の鉛 直
入射
の仮 定
が成
り立
っ て いる もの と考
え られ る。 ち な み に今
回対 象
と し た地 震
につ い て こ れ らの点
の最
深 点に入 射 す るS
波
の入射 角
を計 算
する と,
ほ ぼ10
度
前 後
と な りか な り鉛 直
に近
い こ と が分
か る。 また,
IWK
や
TMK
で は,
対 象
と し た地 震
の震 源
の深
さ が30
か ら60km
と比 較 的 深
くまた震 央 距 離
も さほ ど大
き く5
ない た
め
,
深 層
の基 盤
から地 盤 を 考 慮
し た場 合
にも入 射
角
は20
度
か ら30
度 程 度
で あり,
近 似 的
にS
波
の鉛 直
入射
の仮 定
が十 分 成
り立
つ ものと考
え ら れ る。Q
値
につ い ての議 論
は後
で詳
し く行
う が,Table
l
か ら分
か るよ う
に求 ま
るQ
値
はいず
れも周 波
数
と と もに増 加
し, ほ ぼ周波 数
の1 乗
か らO
.
2 乗 (
n
;1
− 0.
2)
に比 例
する こと
が分
か る。
なおIWK
の浅 部
につ い て は対
Iomioka
Transverse
(
Ga1
)
t。
。
OBS
o 閥o
,
6
GL
’
;
芻
O’
【器
ロHo.
4
−
se 駒一
10
伽 o’
器
oNO.
3
一
一
塁
250m
O一
器
ONO.
2
一
一
薨
660m
O一
墓
閥0
.
1
0−
950
旧一
25ltW
…llrtrrrriltir
伺脳齢
4L.
2se匸
臓 ISYN
繧
F
−
tW
−lml
−
一一
{
:
tlllll
−
HRX■η.
7a7(
GL,
PtW
−su
− −
hflifI
燃B
l9.
9TS匚
帆 [{
…陰
tlpm2WWL
−一一
一
::
1
!
:
L
ロ s ロロ t5 2o lSEC,Oct.
14
,
1986
(F5
.
7
,
Depth
=
52k
田,
△=
36
)Fig
.
5
Examples
o 圧synthesizedresu1Ls
using
the
optimal st【ucture model and
the
record atthe
bottom
ofborehole
at
TMK
,
in
comparisen with the Qbserved records.
5