常時微動の地域的特性 : 鳥取平野の西部地域

常時微動の地域的特性 ―鳥取平野の西部地域 ―

西 田良平・ 野 口竜也

土木工学科

Site Specinc Response Characteristics lnferred fron■

MicrotremOrs

―

On the WestArea ofthe TottOri Plains―

Ryohei NISHIDA and Tatsuya NOGUCHI

Departinent of Civil Engineering

Tottori University,Tottori,680 Japan

E‐Inail nishidarΩcЧ tottori…u.ac,融

Abstract:Microtremors were observed at 25 sites of the west area of the Tottori planes.This area is shown geological conditions at the subsurface as dune,delta and lllountain,fL・ Oln the」 apan Sea coast to the xllountain. The purpose ofthis observation were to clan,the flXndamental charactettstics ofmicrotremors and their relaion to the subsurface geology in the area.Foutter spectra were analyzedと om the data observed at every site.Fourier spectral ratios ofhorizontal component to vertical COmpOnent (Called H/V ratio in thiS paper)were Calculated. The following is the results revealed by this study.(1)The peakと equency indicated in H/V ratio correspOnds to the condition Ofthe subsurface geology.(2)Estimate that the depth ofbase is graduamy deepと om the coast to the

mountain

Key words:H crotl・emors,H/V rado

1.は

じめに 地表面か ら数

100mの

地下構造 を推定する方 法 は、地震波探査 、重 力探査 、電気探査 、放射能 探査 な どいろいろな方法が ある。その中で も、地 震波速度 を求める方法 はよ く使用 され る。通常 は 人工震源 を使用 して、地震波 の反射・屈折波 を利 用す る解析が行われ る。 しか し、 これ は求める構 造 が深 いほ ど大がか りな観測・解析が必要 とな る。 また、 ノイズが多 い都市部では観測の精度が上 げ られないな どの欠点が ある。他方 、地表面で常時 微 動 を測定する ことによって、地盤特性 を推定す る方法が多 くの研 究者 によって、その有効性が認 め られて いる[11。 常時微動 は地震が発生 した ときに伝播 される地 震動 と異な り、地表面 に常時存在 し、発 生源が特 定 されな い地面 の揺れ (地動

)を

いう。常時微動 で も長周期波動(周期3∼

5秒

)は脈動 と呼 ばれ、 海岸 の波浪 によって生 じる地動で、冬 の 日本海 に よ って発 生す るのがよ く観測 され る。ここで言 う、 微動 は振幅が数 ミクロン以下で、周期 も

2秒

以下 の短周期 の微小な地面 の動 きで ある。 この微動は 発 生源が多種 。多様な場所 にあるので、定常状態 に達 して いると考 え られ、そ の場所の地盤特性 を 示す と推定 され る。 微動の正体 は実体 波

(P波

、

S波

)と表面波 (レ イ リー波 、ラブ波

)の

集合体 と考 え られ る。特 に、 実体波

(S波

)の

地下 の構造 による重複 反射 によ る定常波 との解釈 は一般的で ある。 しか し、地表 面 を伝播す るレイ リー波の重ね合わせで ある との 解釈 もな され、それぞ れの立場か ら地下構造 の推 定がな されている。現在 も、明確 に広 い周波数領 域で微動 の本性が定義 されて いな い[2]。 微動 によって、地盤特性を推定す る方法 は3つ 提案 されて いて、第 1番目は微動 のスペ ク トルの 卓越周期 を利用す る方法、第

2番

目はある基準点 に対す る別 の地点 の水平成分 とのスペ ク トル比を 利用す る方法、第

3番

目は中村(1988)によ り提案 された微動 の上下成分 に対す る水平成分 のスペク トル比 を利用す る方法である。地盤 の卓越周期(卓 越周波数

)か

ら地盤種別の判定 に役立て る工学的 な手法 は、地盤へ入射す る一定 の

S波

の垂直入射

西田良平・ 野 口竜也 :常 時微動 の地域 的特性 ―鳥取平野 の西部地域 ― を仮 定す る ことで、卓越(ピー ク)周波数 と地下構 造 が 関係づ け られ る。 しか し、微 動 の卓越(ピー ク)周期 は微 動源や伝播 経 路 の影 響 を強 く受 けて いる との考 えもある。 また、微 動 のスペ ク トル特 性 にお いて地下構造 は卓越(ピー ク)周波数でな く、 スペ ク トル の振幅 の変化 によ く現れる との報告 も ある[3]。 観測 された微動 のスペ ク トル 自体 に微動源や伝 播経路 の影響が含 まれて いる ことは否定で きな い。 それ を除去するために、基準観測点の振幅スペ ク トル に対す る他 の観測点 のスペク トル 比を採 って、 微 動源 と伝播経路 の影響 を取 り除いた地盤 の相対 的増幅特性 を推定す る。 しか し、微動 の

2点

間の スペ ク トル比を利用す るため には どの くらいの範 囲で微動 の入力が共通 とみなせ るかの問題の解決 が必要で ある。 地表面で観測 された微 動の上下成分 に対する水 平成分 のスペ ク トル 比 を用 い る方法

(H/Vス

ペ ク トル比

)は

、基盤 と地表 間の

S波

の伝達関数 に 一致 され る。特 に、短周期微動 において、地盤構 造 を推定す る方法 としての有効性が多 くの研 究者 で認 め られている。 しか し、長 周期 (周期

1秒

以 上)の微動 は表面波が優勢で ある との観測が ある。 微 動 の本性が

S波

の重複反射な どによる実体波な のか、 レイ リー波 の定常波で あるかが ここで も問 題 となって いる。特徴 ある地盤で観測例 を積 み重 ねて、そ の分類 を行 うことが必要で、多 くの事例 の地盤で、微動 を測定 した結果 についての議論は 未 だ不十分で ある。 本研究では、千代川 の河口に形成 された鳥取平 野 の地盤特性 を常時微動 を観測す ることによって 求 めた。特 に、鳥取平野の西部地域は鳥取港 の埋 め立 て、湖 山砂丘 、沖積 平野 (三角州)、 山地 と 地盤種が異なる地域 の地盤特性が観測で きる地域 で ある。常時微動 を測定す る ことによって、そ の 場所 の地盤特性 を求め、分類す る ことを 目的 とし て、観測 と解析 を行 った。

2.観

測 観測地域 鳥取平野 は中国山脈 を水源 とし、北行す る千代 川 によ り日本海 に広が った河 日に形成 された沖積 平野で、東側は久松 山山系、西側 は海跡湖で ある 湖 山池 に挟 まれて いる。千代川 の急流 によって山 か ら砂が供給 され、 日本海 の荒波 によ って海岸 に 打 ち上 げ られて海岸砂丘が発達 し、東側 には鳥取 砂丘 (福部砂 丘)、 西側 には湖 山砂 丘が形成 され て いる。平野の表層は千代川 によ って堆積 された 砂 と泥 の互層構造で ある。地質構造は、下位 か ら 中生代及び第二紀 の火 山岩類 と花 闇岩類 を基盤岩 とし、第三紀層 、及び第四紀層か ら構成 され る。 第二紀 の鳥取層群 は主 に湖 山池西方の山地 を構成 し、古第二紀の花 闇岩及び火 山岩類は久松 山か ら 海岸 の賀露町海岸 の島、鳥取平野南方 の山地 を構 成 して いる。 ここで、基盤 としたのは第二紀層 ま で の地層で ある (図 1)。 鳥取平野 の基盤深度 は詳細 には判 って いないが、 電気探査 、ボー リング調査な どによって、千代川 に沿 って、上流か ら下流へ と深 くな り、河 日の賀 露 では約

100mに

な ると推定 され る。鳥取平野西 部域 の湖 山池周辺で は、賀露海岸か ら湖 山砂丘、 沖積 平野 、 山地 とほば南北方 向 に表層 の地盤種が 異な り、地盤特性 を観測す るのに最適 な地域であ る。 しか し、基盤 の深 さにつ いて は詳細な解析 は されて いな い。 今 回、常時微動 の観測点の設定 にあたっては、 次 の二つ の観点か ら鳥取市西部で南北方 向 を基本 とした測線 に沿 つた地下構造 を調べた。 ① 表層地質と地盤特性の関係 鳥取平野西部を、海岸埋め立て地、新砂 丘、古砂丘、沖積平野、山地の地形に大 き く分 け る。 ② 基盤 まで の深 さ と地盤特陛 一般 的 に基盤 は海 か ら山 にか けて浅 くな って い る と考 え られ る こ とか ら、 南北方 向の測線 を基本 とした。 鳥取平野 の西方 に海跡湖 として形成 され た、湖 山池 の東岸地域 を海岸部か ら山地 にかけて

5地

域 で 各

5点

の

25カ

_{所 で微 動 観 測 を行 っ た 。 港}

(MNT)は

千代川 の河 日整備 によ る鳥取港 の埋 め立てが行 われた鳥取港の港 内で、海岸部での観 測 を実施 した。 しか し、鳥取港 のす くS沖には鳥ガ 島が あ り、基盤が一番深 い地域 とも言 えない。賀 露地域

(KAR)は

海岸砂 丘 の上 で比較 的締 まっ た砂丘地 で ある。住宅地が発達 していて、宅地造 成 が 至 る と こ ろ で 行 わ れ て い る 。 湖 山 地 域 (KYA/1)は賀 露町 よ りは内陸部 だが大学 をは じ め学校が多 く、人 日も多 く宅地化 が最 も進 んでい る地域で ある。湖 山池 の東 に広が る田園地帯 は足 山地域

(TRY)で

、沖積層が発達 して いる。湖山 池 の南側 は 山地で 、桂見 地域

(KTM)は

岩盤で

甘漁唸 ギ ４ ト キ ー ー 鳥 取 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第 28巻 コ ͡ 持 図

1鳥

取平野 の地質図 (赤木二郎 よ り) [II]｀サ

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西田良平 。野 口竜也 :常 時微動 の地域 的特′性―鳥取平野 の西部地域 ― 1000m

日本海

一 発 ．、 嘱 一

湖 山池

ヴ 狩 い 拘

薦

_ゝ

_つ

ム ` 図2 NO.1 湖山(KYM)、 足 山(TRYl、

鳥 取 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第 28巻 はないが、第

3紀

層、風化 した花 開岩 層が地表面 にあ り、そ の地域で微動の測定 を行 つた。地形分 類 図で は、

5地

域 の地 形 につ いて港 ωINT)は砂 州・浜、賀露

(KADは

砂州・砂丘 、湖 山

_(KYM)は

砂丘・砂礫台地 、足 山lTR⊃は三角州 、桂見係

TM)

は山地 と分類 され る[4]。 観測 点 の位 置 を図

2に

示す。 観測 システム 観測 システムは地震観測とほぼ同 じで構成で あ る。常時微動を測定す るには少 し特性が短周期で あるが、勝 島製作所 の周期1秒の換振器 (上下成 分、南北成分 、東西成分 と

1000倍

の増幅器 、 お よびデ ジタル・デー タ レコー ダを使用 した。換 振器

PK-110(勝

島製作所)は、電磁 式速度型振動 計 で 、 固 有 周 期

1秒

、 地 動 感 度 は 速 度 震 幅 で 3.Ovo比

/kineで

ある。周波数特性 を図3に示す。 増幅器

AL-692(東

京測振

K恥

は、直流増幅器 で

8チ

ャンネル、

1000倍

まで の利得 を持ってい る。 また、観測 にあた って、各

3成

分 の入 力部 に lokΩ の シャ ン ト抵抗 を取 り付 け、速度型 の地震 計 として観測 した。デー タ レコー ダ

SPC-35G(東

京測

nは

、分解能 16bitの

AID変

換部 とラップ トップコンピュー タがセ ッ トにな ってお り、観測 記録 をフロッピーデ ィスクに収録す る携帯用振動 記録計で ある。記録波形はモニター画面で常 にチ ェ ックで きる。そ の観測 システムのブロ ック図を 示す (図4)。 観測 の実施 各点で の微 動 の観測 は、上下 成 分 (UD)、 南 北成分 (NS)、 東西成分

(EW)の

3成

分 の観測 を、人エ ノイズな どの影響 を考 えて、比較的静か な時間帯 を選 んで、

1点

約

5分

間観測 を行った。 微動記録 は、観測点 の状況 に応 じて増幅倍率 を 変 えたが、原則的 には

lo00倍

とした。微動デー タはサ ンプ リング周波数

100H zで

デジダル化 し、 サ ンプル数

3000個

(30秒

間)、

1フ

ァイル を基 本単位 とす る

10個

のフ ァイル を作成 して、

1観

測点 のデー タフ ァイル として以後 の解析 に用 いた。 現地 にお ける設置場所 の選定 は、なるべ く同 じ よ うな条件で観測 をす るよ うに注意を払 った。 ま た、観測点周辺 の状況 として、風 の強 い場所、人 や車な ど交通量 の多 い場所な ど、微動 に悪影 響 を 及 ぼす場所があつた。 こういつた場所で は、風除 けを立てた り観測時間 を延長 した りして対応 した。 観測点 にお ける設置場所、周辺 の状況 、観測機器 の感度 を表 1に示す。

換振器

(1.OHZ)

図

4微

動観測 システムの ブ ロック図 ′ 0.5 1 10 20 30

振 動 周 波 数

CyC10s/scc

図

3地

震計の周波数特性、地震計は周期

1秒

、速度型地震計として使用。

％ ∞ 削 ７ ０ ６ ０ ５ ０ 振 動 速 度 に 対 す る 相 対 感 度 _に ０ ・３

増幅器

データレコーダ

西田良平・野口竜也 :常 時微動の地域的特性―鳥取平野の西部地域― 各地域の観測点 の状況 と観測時の状況 観測点 NO, 設置場所 地表の様子 周辺の様子 増幅器倍率

MNT

可 2 3 4 5 港 のふ頭 港 のふ頭 港 のふ頭 工場 用 地 予トラ置 ★場 アスフアル ト、硬い 土、粒子 中、硬い 砂利混じり、硬い 砂利混 じり、硬い 砂利 多し、硬い 車の通過あるが少ない、風強 車などの通過なし静か、風強 車の通過あるが少ない、風強 風強 車の通過あるが少ない、風強 1000 1000 1000 1000 1000

KAR

1 2 3 4 5 駐車場 資材置き場 グランド 公園 農道の路肩 砂利 多し、硬い 土、粒子細、硬い 土、粒子細、やや硬 土、粒子細、硬い 砂利多し、硬い 車などの通過なし静か 車の通過 多い 車などの通過なし静か 車の通過あり 車の通過あり、近くに駐車車両 100 1000 1000 1000 1000

KYM

１ ２ ３ ４ ５ 公園 投手練習場 駐車場 グランド 空き地(プール脇) 上、粒子細、やや硬 上、粒子細、やや硬 砂利混じり、硬い 上、粒子細、やや硬 上、粒子細、やや硬 人 、自転車 の通過 多し 人、自転車 の通過 あり 車 の通過 あるが少ない 人、自転 車 、車 の通過 多し 童 の涌 禍 ふし〕 100 1000 1000 1000 1000

TRY

1 2 3 4 5 生 け垣 空き地(田埋立) あぜ道 空き地(田埋立) 軒下(畑道) 土、粒子 中、軟 土、粒子細、やや軟 上、粒子細、軟 土、粒子細、やや軟 上、粒子細、硬い 人、車通過あり、田にトラクター 近くで工事 車などの通過なし静か 車の通過あり、工事現場見える 車の通過あり、工事現場見える 刊000 100・ 1000 1000 100 1000

KTM

１ ２ ３ ４ ５ グランド(山間部) 宅地(切り上部) 宅地(盛り上部) 空き地(山頂) 空き地(山間部) 土、粒子細、硬い 土、粒子細、硬い 上、粒子細、やや軟 土、粒子細、硬い 上、粒子細、硬い 車の通過あり 車の通過あり、山の裏側で工事 車の通過あり 車などの通過なし、工事音する 車などの通過なし 1000 1000 1000 1000 1000

日時 は、平成

8年

■ 月

25日

の午後

5時

頃か ら観測 を始 めて、港 、賀露、湖 山の順 に観測 を実 施 した。次 の 日の平成

8年

■ 月26日午 前

10時

頃か ら始 めて、足 山、桂見 の順 に観測 し、そ の 日 の午後

8時

頃に終 了 した。ただ し、な地域 の

MNT

-1、

MNT-3、

MNT-4に

つ いては、風 な ど の影響で、前 日の微 動デー タがよ くなか ったため、 再度観測 を行 った。

3.解

析 微 動の振動源 の多 くは地表 面や海底 面な どにあ る。特 に、短周期 の微動源 は人エ ノイズで ある可 能性が言われて いる。地表面 に発生源 が ある こと か ら、微動 を表面波 の レイ リー波 として考 えて、 地盤構造 ととの関係 を見た とき、その微動 の水平 成分 と上下成分 のスペ ク トル の比

(H/V)は

地表 面近 くの地下構造 のみ に依存す る ことが理論的 に 示 され て い る[4]。 したが つて 、微 動 に含 まれ る レイ リー波の上下動 と水平動成分 を抽 出で きれ ば、 地盤特性 を求める ことが出来 る。 この方法 につい て、長周期微動お よび常時微動 の両方 の立場 か ら、 レイ リー波 の水 平成分 と上下成分 のスペ ク トル比

(H/v)を

推定 し、それが地下構造 か ら計算 され る基本モー ドのそれ によ く対応 されて いる ことが 示 されて いる[5],[6],[7],[8],[9]。 レイ リー波 の粒子軌跡 イよ 既往 の研究か ら精 円 軌道である とされて いる。よつて、 レイ リー波 の

H/Vは

、そ の軌道 の形状を現 して いる。つ ま り、

H/Vが

大 きけれ ば(水平成分が上下成分 よ り大 き い_)精円軌道 は横長 に偏 平 し、逆に

H/Vが

小 さけ れ ば_(水平成分が上下成分 よ り小 さい)精円軌道 は 縦長 に偏平す る(図5(→)。 この概念 を もとに、大 町 他 は、水 平

2層

弾性 地盤モデル を用 いて、 レイ リー波 の粒子軌跡 の周 期特性か ら、

H/Vの

妥 当性 を理論 的 に説 明 して いる_[6〕。 すなわち、水平

2層

弾性地盤モデル にお いて、 イ ンピー ダ ンス αと表層厚

H(m)は

、表層 の

S

波速度 聰1、 基盤 の

S波

速度 Vs2よ り α =Vsi′Vs2

H=Vs1/4

とす る。地表にお ける レイ リー波 の振幅は、周期 によって著 しく変動す る。そ して、そ の変動状況 は、 レイ リー波 の粒子軌跡の形状 を考 える と明 ら か になる。 レイ リー波基本 モー ドの粒子軌跡 は、 鳥 取 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第 28巻 水 平 動 上下 動 精円tA道 図5(→ レイ リー波 と

H/Vの

概念 、左

:H/V

が大、右

:H/Vが

小、(上 :水 平成 分 、 中:上下成分、下 :粒子運動 )

弾珍 滲 珍 ″

Tl PenOd T2 図

5o)レ

イ リー波の

H/V比

の地盤分類 タイフ°1 :α 変化な し、タイフ°

2:α

rlヽ、 タイフ ° 3 :α 大 1呵

[

Period (sec) 図 5(の 地盤 によるタイフ°別の

H/Vス

ペク ル比の理論曲線 Ｗ

的

珍

珍

珍

獅

ゴ ０ ざ ０ う “ 正   一 ω ﹄ ， _０ ０ α の

西田良平・ 野 口竜也 :常 時微動の地域的特性―鳥取平野の西部地域 ― 長周期側 と短周期側の極限では地盤構造によ らず 逆転の精 円形を描 く。そ してそれ らの中間領域で は、図 5ф)に示す

3つ

のタイプのうち、

1つ

と なる。その支配要因は表層 と基盤の速度のインピ ーダンス比 αである。イ ンピーダンス比 αが、大 きいということは表層 と基盤のコントラス トが大 きいということである。つまり、基盤に比べ表層 がよ り柔 らかいことを意味する。 この

bが

大きい 場合、粒子軌跡は周期 によって形状変化を示すも のの全周期範囲にわたって逆転する精 円のままで ある(タイプ1)。 ある程度 αが小さい場合、周期 が短周期か ら長周期へ変動すると、ある周期(Tl) で水平動振幅が 0と なって精円軌道は逆転か ら順 転 に移行する。さらに周期が長 くなると、精 円軌 跡は順転か ら逆転へ と移行するが、この周期_(T2) では水平動振幅が

0に

な る場合(タイプ2)と上下 動振幅が

0に

_{なる場気 タイプ}3)とがある。また、 このような粒子軌跡の周期特性に対して振幅比の 周期変化、すなわちスペク トル比

(H/V)も

3積

類 に大別でき、その

3つ

のタイプの典型的な

H/Y

のスペク トル を両対数 グラフで示す と、図

5o

のようになる。そ して、これか ら次のことが読み 取れる。タイ プ

2で

は、2つ の周期Tlと

T2で

水 平動振幅が 0と なるため、 これ ら2つ の周期で深 い谷を形成 している。タイプ

3で

は、

Tlで

水平 動振幅が

0と

なるため深 い谷 となるが、

T2で

上 下動振幅が 0と なるので鋭いピークとなっている。 タイプ 1で は、両振幅とも0と なる周期がないの で谷もピークも比較的なだ らかになっている。 よって、 この理論においては、表層地盤につい て次のようにいえる。 ○表層地盤 と基盤のコン トラス トが小さい。

H/Vが

タイプ1 ○表層地盤 と基盤 のコン トラス トはそれ程 大 きくない。………

H/vが

タイプ2

0表

層地盤 と基盤のコン トラス トが大きい。

H/Vが

タイプ3 実際の微動で はスヘ ク トル比

(H/V)に

ついて、 ピー ク周期および谷周期 を読み取れば、地下構造 の推定が可能である。 今 回の観測 された微動記録 を以下 の手順で解析 を行 った。初 め に、観測 され た波形デー タを 30 秒 ごとに測定波形 として出力 し、その中か ら車や 人の通行な どの ノイズがな い静かな区間のデータ を1区_{間選 び出 した。各観測点ごとの測定波形 を} 図6に示す。 この中の4CH、 5CH、

6CHは

、そ れぞれ上下動 (UD)、 水平動 。東 西方 向

H

水平動 。南北方 向 (NS)、

(EW)成

分 の波形 を示 して いる。 各地域 の微 動波形 は、港 地域

(MNT)で

は比 較 的長周期 の波形が卓越 して いて、上下成分 よ り 水平成分 の振幅が大 きいのが特徴 である。賀露地 域

(KAR)で

_{は観測 点 によ る差違 が大 き く、賀} 露地域 として の特徴 が あ ま りな い。

KAR-2、

KAR-3が

振 幅 の大 き さは違 うがやや 短周期が 混 じ っ た 微 動 波 形 を 示 し て い る 。 湖 山 地 域

(KYM)も

観測 点 によ って異な るが 、上下成分 はやや短周期 の振幅の小 さい波形を示 しているが、 水 平成分がバ ラバ ラで あ る。特 に、

KYM-2,

KYM-3の

微 動波 形 は ノイ ズが含 まれ て いる可 能性が ある。足 山地域

(TRY)は

、上下成分 よ り 水平成分 の方の振幅が大き く、やや長周期の波形 が見 られ、 この地域全体 として の特徴が見える。 桂見地域

(KTM)は

上下成分 、水 平成分 ともに 振幅が小 さ く、短周期微動 とい う、基盤上で の観 測波形 の特徴 を示 して いる。 それぞれ の観測点で、比較的定常な微動波形の 区間を選び出 し、波形データを FFTcfast Fourier transform)に よ リフー リエ変換 し、 フー リエスペ ク トル を求 めた。 この時 、 デー タサ ンプル 数 は

2048に

設定 した。各地域でそれぞれ1観測点 の 解析例 を示す (図 7)。 _{縦軸 が フー リエスペ ク ト} ル振幅、横軸が周波数 の両対数 グラフである。 こ のスペ ク トル解析 には、解析 ソフ ト

sPC-35-8(東京測翔 を用 いた。 フー リエ スペ ク トル の形状 につ いて、港地域

(MNT)イ

ま周波数 1∼

2Hz前

後 にそれぞれ の成 分で卓越周波数が認 め られ る。周波数

o.2Hz前

後 の ピー クは海洋波浪 による脈動である。賀露地 域

(KAR)は

_{バ ラバ ラで 、短周期 の卓越周期 を} 示す地点 あ り、 また周波数 2∼

3Hzの

卓越周波数 を示 しているのが

3地

点 ある。湖 山地域 (K4/1) は全体 的 に平坦な周波数特性 を示 している。足山 地域

(TRY)は

卓越周波数3∼

5Hzを

示 し、右下 が りの形状 を示 して いる。桂見地域

(KTM)は

卓越周波数 3∼

10H zの

短周期領域 にピー クをも つ形状 とな って いる。それぞれの地域での特徴 を およそ概観すれ ば これ らの ことが言 える。 この フー リエスペ ク トルをそのまま表示すると、 形状が複雑 にな り、後 の解析が困難になるため、 バ ン ド幅

o.3Hzの

パーゼ ンウィン ドウを1回か けて、平滑化 を行 った。スペク トル解析で得 られ

Ⅲ III料 0月 O口 0: O:0 0 t00(HZ〕 Vel (Xl' 2X10 3m/S (IINT l 1 8) CH4 ta 6361υ CH5 3 319イυ CH6 2、3S66υ I S) 7.500 15000 MNT NO.1 鳥 取 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第 28巻 セ2.500 3000B (∋〉 B醐 tr工時 対 O月 0日 O: Oi O O 100(HZ, V91(XI)2X10 ユ n/8(ltNT4 1 0, CH4 2鯛70u CH5 4 2313υ CH6 4.2233∪ 30鵬 .s) 9醐 147 H窟 "月 lつ 06年H月25回 17:60:2181 100(H2)Vel(XI, 2XIO 3B/。 (HNT201) CH4 22916υ CH5 3把Ю71∪ CH6 7 封3⊇9u ′u/“y、ん_Ⅲぃ‐.いJVhν｀‐( 7500 15四 MNT NO.2 30 m ,V正峙州 0月 0日 0: O: 0 0 100(‖_{=' Vel (Xl)2X10 コ} m/a tlINT315,

CH4 2 1942υ CH5 4 6283り CH6 2ど蛸 υ ヽ s) 0醐 7500 1S.000 MNT NO.3 `正 ￨1村 0月 O口 Oi Oi O O 100(liZ, V。1(Xl)ツ X10 'm/B (HNTSOO) CH4 e a323υ CH5 P,9321Ψ CH6 3.5919u ヨ〉 0000 75闘 IS 000 MNT NO.5 セ2 509 7500 15000 MNT NO.4 =2 599

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西 田良平・野 口竜也 :常 時微動の地域的特性 一鳥取平野の西部地域 ― H定 "対 190SfF H月2S田 ?0:47:SI SO 100(H2)Vel(Xl, 2X10‐ 」_{m/S (К}AR20S) CH4 3 0231∪ CH5 ⊇ 8534り CH6 ⊇ 6538υ 7509 15900 KAR N0 2 100(HZ, Vel (Xl)2X10 Sm/S (К Anlo7) CH4 11.4t199u CH5 1 4139tl CH6 3 4564り 0000 7.5開 15,B99 22 500 30 Dtta

KAR N01

Ht"対 1998年 11月 25日 211 9iS0 44 H定 ￨1創Ⅲ IEII州 1098年 0月11月 25日 0日 Oi O: O Oと0:2014238 tOO(H2)Vel (Xl)'X10 'm/日 (К ハR401) CH4 3966四 CH5 7 0386∪ CH6 5 72661J CH4 1 2173J CH5 3 0255V CH6 e 2372∪ CH4 4 2273υ CH5 4 5822υ CH6 3 3009υ tj a8a 7 50D IS 000 KAR NO.3 7 600 15 ∽0 KAR NO.4 セ? 511B 30 0aじ Ⅲ正時対 O月 0口 0:O:0 0 100(H宅, Vel (Xl) 2X10 3m/9 (КARる05, 750D 15D00 KAR NO.5 へ、、t■W颯脚卜.1部 式Ⅲ‐el・・lk部、、和‖ヽ ヽひヽ 、中力、かVれい か^,｀、′対 れ マ,1い_∼〕ヽ年・_∼ヽ″vハォ 林 れ ■ ド ´Vへ 軸 m1/― AN.中、゛引 粕Y螂イVrttw刺 ｀/…

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ド蜘嶋七十缶ザ生‖ '封 ド_wコ‖代_サ蜘し 図6‐

2賀

露地域 の観測波形 (上か ら、上下、南北、東西成分)

鳥 取 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第 28巻

鳩

'註

七

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100(HZ〕 Vel(Xl)ゼ XtO ・m/g (К VI11 10)

CH4 0.3991υ CH5 072051J CH6 1.6278∪ II‐1ldttd氏 …lメ、.メ … 止4Ⅲ■牌四却 ぃれ 00醐 Ь0 000 CH4 3 4B58∪ CH5 5 0021u CH6 4 235Sll ヽ s) 149 うD DDe CH4 35489u CH5 7 9924υ CH6 5 488い) 0000 Pと .5日9 22 5明 30 000 CH4 22980u CH5 3 4821υ CH6 e 4020u S) 100(HZ〕 vel(xl)2X10 3m/S (К VHSiO, 75岡 IS 000 KYM NO.1 7500 15.000 KYM NO.3

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YH40 n 7300 15.000 KYM NO。2 75開 15000 KYM NO.4 0000 と2f●BD H定 ￨1対 1900年11月20 EI O: 0: 857 ■正時 用 0月 0同 O: 0: O O

100(H2, Vel (Xl) 2XiO ・囲/日 (К Y"うo2)

CH4 2 0071u CH5 4 1232u CH6 ⊇ 3337∪ 7.5田 15000 KYM NO.5 一 一 一 ︵ 〓 ， 一 一 中 学 ■_“●や ｀ コ ー ー ・h‐ ― ∵ ヽ ′ 卜 ∼ 図6‐

3湖

山地域の観測波形 _(上か ら、上下、南北、東西成分 )

150 100(HZ)Veェ (Xl)2X10‐ 3m/S (TRY100) CH4 3 7057り CH5 S 9870u CH6 58170) `… Ⅲ_{…… 予Ⅲ… Ⅲ■｀ 崩 ψ} … Ⅲh ― ´‐― Tぃ> a lxlll 7500 15000 TRY NO.1 とこ 5開 V,Ⅲ卜し工彬― フ∼マー″ヽヽA,よ_ユ∼ OD開 CH4 7 6917り CH5 78990u CH6 ら 3088け =25開 7500 15000 TRY NO.2

100(HZ, vel(ス1)2Xlo 3m/S (TAys12,

CH4 1 3612∪ CH5 4 2111り CH6 5 4599り l1 000 t00(HZ' Vel (Xl)2X10 Jm/S (TnV芍 01) ―A― ヽ ― い∬体AレⅢⅢ4-N・A‐‐ ∼‐‐‐――WVWい●―― い Ⅲ ψw四かⅣレヽい 29 5013 59 006 CH4 0 6107υ CH5 1 0340u CH6 2 2455υ S) 0∽0 7 500 1s ooo TRY NO.3 7 5D0 15 000 TRY NO.5 7 580 15 DeD TRY NO.4 100(llZ)Vel (xl, 2X10 ヨm/日 (TRY50■, CH4 3 0384υ CH5 ら 1934υ CH6 1 6606υ 0 00tD _{30 00日} 西田良平・野口竜也 :常 時微動の地域的特性―鳥取平野の西部地域 ― t00(H2, Vel(Xl)2XIO °旧/S (TRY210) … … ― 引 Ⅲ…― ‐b_智 卸いw"れヽAywぃぶhいヽ打ヤ_貯 人体ェ "n」 、蝉れ朝ぃ, 図6‐

4足

山地域の観測波形 _(上か ら

f上

下、南北、東西成分₎

t00(HZ, Vel (Xl)2X10‐ 'fR/0 (КTH10a) 鳥 取 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第 28巻

鳩穏

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TH210〕 CH4 1 3852u CH5 1 4746∪ CH6 9 7938∪ CH4 1 8668∪ CH5 4,49eSJ CH6 1 8469u t s〉 000B 75開 15,000 22500 30000 KTM NO.1 H定 崎対 1000年 H月26河 10:29: S S7 100(ltZ〕 Vel (Xl) 2XIO 3m/S (KtH400) 日000 7500 15000 KTM NO.2 7500 1S.囲 KTM NO.4 3D 000 CH4 8 9436υ CH5 1 4981u CH6 0 9062∪ l S) ぞP.580 30000 CH4 1.4232∪ CH5 1 8619り CH6 10959u t S) ほ正 "川 o月 0日 0: Oi O O tOOい[z, vel(xl, つXlo―I・n/8 (КTHS02,

CH4 1 S018υ CH5 1 6531υ CH6 1.6428U . S) ₀₀₀₀ 7.500 1s ooo KTM NO.3 7.朗 15000 KTM NO.5 D00 22.50B 311 000 (上か ら、上下、南北、東西成分) ―………―・― ヽ■―…………―´‐‐∼・・■・∼……1 ´'・………■“―…―……r 四6‐

5桂

見地域の観測波形

ier S〔 ect「 uni Wi命,cAI

peっ_{k : けは914 hine Sec ( し} つコきもじぃo )

POint , 20預9 Lag Wina∝j: Parzen(band : 0錮 ,

MNT NO。

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152

F:LEI HIIT:18 DBL

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的 rier Stttrum ui前∞ Poak ! O OOOg hne sec ( 0 048Bcps )

Object : CHtt Point : 2048

にog Window: PO「 2en(蘭 nd : 0.300,

KAR NO.2 UD

西 田良平・ 野 口竜也 :常 時微動 の地域 的特性 ―鳥取平野 の西部地域 一 題 取 お 麻 FILEI IINTl l● 0い し

DATEl l:-2む‐190a to:も,,1' 72

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Fωfic「 Srゆt「um winJtw

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ta9 Winat」H: ,arzen(band : 0珈 〕

MNT NO.l EW

図7山

1フ

ー リ エ ス ペ ク トル (MNT-1と KAR-2)、 tWB IRANGEI O !Xlne :"2 1RAIICEI O lkine 8叡Ю)

KAR NO.2 EW

,F:LEI КAR205 DBL i DATE〕 11‐21‐1900 20:1':SI S0

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MNT NO.l NS

Fcxlrier Srect「un WinU(w Peak i C Ct07 kne sec ( 0 0J89c,s , 1 00,-03 i 00e―Gコ 1倒‐ 睛 1 雌 -6 1 睡 ―V 1∝■8i la・,oと 0寅Ю, l ee一り? Iぃ ―_{ol l礎} '00 0bject : tWS POint : をa48

KAR NO.2 NS

F:LEI XVltOOt DDし

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鳥 取 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第 28巻 :‖_{= t FtANCE, O tXIn砲} 嗣 Ⅲ16 ,‖を IRAN6Ei 0 1kine :門E IIIANCEI O t■ ine お ば       崎 川 お 解 ︱ 膊 ︱し ヽ ＥＰ 朋 ,,略 Iドイ ￨:li:!1,cii!liii::を 1:iiiii:li;ic!I,,PF〕 m in区

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KYM NO.4 EW

図

7H2

フー リエスペク トル(KYM‐

4と

TRY-2)

iH2 tnANCじ】O lllne

TRY NO.2 EW

縦軸 は振 幅強度、横軸は周波数 を示す。 領 ば 哨 咄         ¨ 叫 1ぬ―餞 1 0Ce-03 1 00e=0コ 100e―廃 1 00e-96 常 ﹁ ︲■ ｒ 一Ｈ ｉ ・ ︰_■１ ﹁≡ 汗 蛇

KYM NO.4 UD

Fourier Srectrum wi嗣 明 1 00e-03 1 睦-0預 1 98e名 186e-06 1 98e-07 Pcak: O m7 knes∝ ( 0 0489cPs I :こ

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TRY NO.2 UD

Fourier SFCCtrum WinBtA゛

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m Objeci :CH5 POint :2048

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KYM NO.4 NS

1的c―確 l_00e-03 1醸刊 コ 1田e出 I meゎ

Fctlrier Stttrun WiflJω

Peak: 00)1l kine seo ( 0 0499cps,

10e-02 10ε-01 18e●00 1,Cetal i Det92

0bject :Cr6 POint :2049 とoo Windω : pO「Zen(band : 0期 〕

TRY NO.2 NS

100o-03 180●-04 1働― “ 1089-い 1側っ07 1嚇 -08 ' 1 0e-99 皿

西田良平・ 野 口竜也 :常 時微動の地域的特性 ―鳥取平野の西部地域 ―

IPILE, XTlt'0' DBし

I DATE〕 :1-Pa‐190o ls:sl:oi s4

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Fω rier Snectrun Window

100905 181e-06 100e―V l睦-00 1磯 00 I BOe―la 1 0e-03 m Object i cH6 Point 1 2048

LaO Wind∝ : ,D「Zen(band : 0翻 〕

KTM NO.3 EW

図7‐

3

フー リエスペク トル_(輛 ‐ M-3)、 縦軸は振幅強度、横軸は周波数を示す。 l醜 09 100e■コ 1磯― “ 1晩 06 100o97 100e-OB I 1 0e-03 m

KTM NO,3 UD

F∞rier Spect「un Windcw Peak: 0∞ oH khe sec( 0.0488cPs)

1隆 09 100e判4 10敬用関 l me 06 1.晩 07 l me-98

10e03 10c‐02 19e01 1.oe,00 1 oo■ 01 1.Oe子02 0bject :crs Point i 2040

Lag Wind∝ : ,arzen(band : o300,

了 鳥 取 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第 28巻 た各観測点 の

3成

分 の フー リエスペ ク トルか ら、 0.2∼

20Hzの

区間 につ いて、ス ペ ク トル 振 幅 を 読 み取 り、

3成

分 の フー リエスペ ク トル を、

3デ

ー タ によ る移動平均Kl・

unning mea→

によ り平滑 化 した。 この一連 の作業 によって各成分 のフー リ エスペ ク トル を作成 した。 次 に、合成 した水平成分の フー リエスペ ク トル

(SH)は

水平

NS,EWの

両成分 の フー リエスペ ク トル

S NS,SEWと

して、 SH=(S NS ・ S EW)1/2 で相乗平均 して求 めた。 これ らと上下動 の平均 ス ペ ク トルSuDの比 を と り、水平成分 と上下成分 の スペ ク トル比

(H/V)を

求 めた。

H/Vを

次式 で定 義す る。

H/V=SH/S uD

ここで、水平動 の合 成 につ いて、水 平

2成

分 を合成 しな いで、別 々 に処理 して も、通常 はほと ん ど同一 の ピー ク周波数(周期)が抽 出で きるが、 まれ に両者が異な る場合力Кあ り、それ は両者 の差 異が特別 な意味 を持つ場合が ある との指摘 もある ことか ら、参考 まで にN―S、 E―

W成

分 につ い て も同様 に

H/Vを

求 めた[6],[9]。

N―

S、 E―

W

成分お よび合成成分 の

H/Vを

、図

8に

示す。縦 軸 が ス ペ ク トル 振 幅 比(ratiO)、 横 軸 が 周 波 数 lfrequencyJの両対数 グラフとな ってお り、N一S、 E―W、 合成成分 はそれぞれ薄線 、点線 、実線で 示 して ある。 この

H/Vの

形状お よび ピー ク周波数(周期)、 谷 周波数(周期)とそれぞれのスペ ク トル振幅(以後、 ピー ク値 と呼ぶ)を読 む ことで各観測点 ごとの微 動特性 を考察 した。港 地域

(MNT)は

長 周期側 に ピー クを示 して いる。卓越周波数 は

l Hz前

後 で右下が りの形状 を し、

2∼

5 Hzで

谷 の形状 を 示 して いる。賀 露地域

(KAR)は

バ ラバ ラの形 状 で 1つの特徴 で現 す ことは出来 な い。特 に、

KAR-3地

点 は ピー クが

2つ

あ り、他 と大 き く 異な る。卓越周波数 は

l Hzよ

りも小 さ く、谷 の 形状 をあま り示 さな い。湖 山地域

(KYM)も

バ ラバ ラで、

KYM-1地

点 は説 明す る ことが難 し い形状 を示 して いる。

KYM-2、

-5地

点 は1

Hzに

ピー クを示 して いるが、他 の形状 は平坦な 形状 を示 して いる。足 山地域 (TRY)イよ長周期側 の ピー クと短周期側 の谷の形状 を示 して いる。卓 越周波数 は1∼

2Hzの

間 にあ り、周波数 6∼

10Hz

に谷 の形状 を示 して いる。桂見 地域

(KTM)は

短周期 にピークをもつ 、右上が りの形状 を示 し、 ほ とん ど谷 の形状 を示 さない。卓越周波数は約 3 ∼

6Hzで

ある。 ここでは、観測 された微動 の波形、スペ ク トル 分析 、水平成分 と上下成分 のスペ ク トル 比 (H/V) につ いて、観測・解析 の特徴 につ いて考察 した。 尚、同 じよ うな ピー クが複数 ある場合 は、低周波 数(長周期)側の ピー ク周波数 、ピー ク値 を とった。 結果 を表2に示す。 また、図

8に

ピー ク として読 んだ場所 を矢印で示 した。 表

2読

み 取 られ た ス ペ ク トル比

(H/V比

) の ビー ク周 波 数 と

H/V比

の ビー ク値

4.議

論 鳥取平野 の地下構造 との関係 は埋 め立て地、砂 丘地域 、沖積平野 と山地で の観測点で得 られたス 観測点 NO. ピーク周波数 (Hz) ピーク値

MNT

１   ２   ３   ４   ５ 1.13 0.90 0.80 0.90 1.63

欄

６ ３

２ ８

２ ４

︲ ２

KAR

１   ２   ３   ４   ５ 2.00 0.80 1.00 0.70 0.85 ３３０ ︲２ ︲２ ３０ ２０

KYM

１   ２   ３   ４   ５ 0.70 1.00 0.60 1.75 0.90 ６２ ３８ ６ ． ９ ７ ． ２ ︲８

TRY

１ ２ ３ ４ ５ 1.40 1.25 1.25 1.90 1.45 ︲６０ ３０ ２５ ︲４０ ３６

KTM

１   ２   ３   ４   ５ 3.50 5.50 6.00

275

425

13 15 18 22 11

イ 西田泉平・ 野口竜也 :常時微動の地域的特性―鳥取平野の西部地域― MNT NO.1 MNT NOi2 10E+03 1.OE+02 1.OE+01 1.OE+00 1,OE-01 1.00 1000 1o0100 frequency(H芝) 1.OE+03 10E+02 1.OE+01 1,OE+00 1.OE-01 1.OE+03 1.OEキ02 0 却,OE+01 匡 1.OE+00 1.OE■01 010 0.10 100 1000 100.00 frequenOy(Hz) MNT NO.4 0.10 1.00 10,00 10000 frequency(Hzl MNT NOt3 1 00 10 00 1oo.00 frequency(Hz) 1.OE+03 1.OE+02 0 ■1.OE+01 匡 1.OE+00 10E-01 ■ ﹁１ ■ ヨ ，１ １ 一_一 一 一 一 ・ 一 ・ ・ 一 一 一   一 ユ 一 ド Ｆ 一 0110

MNT NO.5 NS'“‐応…… EW―‐―・‐¨

COMP―

10E+03 1.OE+02 ト 1.OE+01 」rT 10E-01 L・ _____‐ ― ―― 一一 ― 一 二 十一 単_ i 010 100 10,00 10000 frequencXHD

図

aHl

港地域

(MNつ

の水平成分 と上下成分のスペク トル比

(H/V)、

縦軸は

H/V比

゛横軸は周波数

を示す。矢印はビーク周波数を示す。

一 一 一 一 一 一 一 ・ 一_一 一 ・ ⋮ ⋮_⋮ ⋮

Ｔ ︲ ︱ ︲ ︲   十 鳥 取 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第 28巻 ｏ ● ω 匡 KAR N01 10E+03 10E+02 10E+01 10E+00 10E-01 010 100 1000 10000 frequency(Hz) KAR N03 10E+03 デ_=‐―

_―

――T―TT 〒 10E+02 = 10E+01 「 10E+00 ごfi 10E-01 - 一 ―一一一 ―コ ーーーーーーーーー 010 1.00 1000 10000 frequency(Hz) 10E+03 10E+02 1.OE+01 10E+00 10E-01 KAR N02 KAR N04 ｏ ， ω 匡 ｏ ■ ∝ 匡 10Eキ03 10E+02 10E+01 10E+00 10E-01 ｏ ﹁ ∞ 匡 10E+03 10E+02 10E+01 KAR N05 100 1000 10000 frequency(Hz)

(KAR)の

水平成分 と上下成分 のスペク トル比 矢印は ピーク周波数 を示す。 010 1.00 1000 100.00 frequency(Hz)

NS一

EW――‐――

_COMP…

………… 10E+00 110E01 -010 図8‐

2賀

露地域 数を示す。 (H/v)、 縦軸はH/V比 、横軸は周波

▼

￨

( 西田良平・野口竜也 :常 時微動の地域的符陛―鳥取平野の西部地域一 KYM N02 1.OE+03 1,OE+02 0 君 1.OE+0‖ 匡 10E+00 1.OE-0‖ 1.OE+03 10E+02 0

層■

OE+餌 10E+00 1.OE-01 1,OE+03 1,OE+02 0 電 liOE+01 匡 1.OE+00 10E-01 10E+03 1.OE+02 0 ヽ1.OE+01 EE 10E+00 1,OE●01 1.00 10.00 仔equenov(Hz) KYM NO.3 010 1.00 1000 100,00 fFequency(Hz) 湖山地域

(KYM)の

水平成分 と上下成分のスペク トル比 (H/V) 数を示す。矢印は卓越 ピーク周波数を示す。 100 10.00 100i00 frequency(HZ) KYM NO.4 1.OE+03 10E-01 -―一―」エーエー=――一一―止__ェ上工」 010 100 1000 100,00 frequencyCHz)

NS―

_― EW―・―・……

_COMP―

0。10 100.00 0.10 ０２       餌     ００ ＋           キ           ■ Ｅ       Ｅ       Ｅ ・０       ０       ０ ｏ ， 何 ビ 1.00 1000 frequency(Hz) KYM NO.5 10000 KYM NO.1 F: :: 縦軸はH/VIし、横軸は周波

了   下 TRY N01 010 100 1000 仔equency(Hz) TRY N0 3 鳥 取 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第 28巻 10E+03 1.OE+02 10E+01 10E+00 1.OE-01 10000 10E+03 10E+02 0 馬 1.OE+01 匡 10E+00 10E+02 0 ヽ 10E+01 匡 10E+00 ｏ ﹁ ω 匡 10E+03耳

i

ｏ 事 ω 匡 10E+02 キ

_=―

1.OE+01 10E+00 10E-01 -――エーーー ーーーエーー

4__一

__― `一一 0.10 100 1000 100.00 frequency(Hz) NS………甲… 1,OE+03 10E+02 0 駕 10E+01 匡 10E+00 1.OE-01 -― ―― ――十一 ‐― ― 010 100 1000 10000 frequency(Hz) 図8‐

4足

山地域

(TRY)の

水平成分 と上下成分のスペク トル比 (H/V)、 縦軸はH/V比 、横軸は周波 数を示す。矢印は ビーク周波数を示す。 一       一 一        一 十       一 TRY N0 4

1601 _{西 日良平・ 野 口竜也 :常 時微動 の地域 的枠 性―鳥取平野 の西部地域 ―} KTM NO.2 110E+03 =一 ==―‐= 年 !:「 : 1.OE+02 ‐一―――_―一f 10E+01 1.OE+00 1.OE-01 100 1o.oo れ″oquencXHz) KTM N03 0,10 イ.OE+03 1.OE+02 罵1.OE■01 EE l.OE+00 10E-01 ｏ 事 “ 匡 0.10 :i■豆 千羊: 010 1 00 1o Oo loo.oo freqvency(Hz) 1.00 10100 10o9o frequency(Hz) KTM NO.4 10E+03 1.OE+02 1.OE401 10E+00 1.OE-01 010 100 10,o0 100,00 fFequency(Hz)

NS一

EW―`―・――

COMP―

ｏ 一_！ ｎ 匡 KTM N05 1.OE+03 1.OE+02 1.OE+01 ＼ 少/ 10E+00 1.OE-01 -―‐‐―望二_________ ―― 010 1 00 10 oo frequency(Hz) 桂見地域 (輛‐

M)の

水平成分 と上下成分のスペク トル比 (H/V) 数を示す。矢印は ピーク周波数を示すと 図8,5 _{縦軸はH/VIL、 横軸は周波} V‐ ￨

鳥 取 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第 28巻 ペ ク トル比

(H/V)の

特性 につ いて論 じる。海岸 か ら山地へ5地域 に分割 してそれぞれ の地域 にお ける

H/Vの

形状特性 を見てみる。 鳥取平野 の地形分類 図 によ り、

5地

域 の地形 に つ いて港

_lMNo地

域 は砂 州・ 浜 を埋 め立 て た地 域で海岸砂丘が発達 した所である。賀露

KKAD地

域 は砂州・砂丘で古砂 丘の上 に新砂丘が厚 く堆積 して い る。湖 山郎Ⅳ

M)地

域 は砂 丘・ 砂 礫 台地 で 砂丘 の発達が止 まってか ら時間が経過 して いて、 古砂丘が地表面 に露 出 している。宅地化が進み、 元 の地 形 が変化 して い る可能性 が大 き い。足 山 ばR⊃地域 は湖 山池 が取 り残 されて、そ の周辺で ゆっ くりと堆積層が形成 されていった と考 え られ、 砂層でな く土か ら粘上 の性質 を持 って いる三角州 で ある。桂見係

TM)地

域 は鳥取平野 の基盤岩 か ら な る山地 と分類 され る。5つの地域は地表面・地 形・地質か らは上述 のよ うに分類 され るが、地下 構造 につ いては表層 のデー タはあるが基盤 までの 情報が少な い。 各観測域 の地盤 につ いて、地表か ら深 さ

50m

まで の地盤構造 はボー リングデー タな どを総合 し て鳥取県 の地盤 図が作成 された[lol。 地表面付近 の断面 に、各地域 の代表的なスペ ク トル 比 (H/V) を図

9に

示 した。各観測 地域 の表層(地表 か ら基 盤岩 までの地層)地盤 の概略 は、次 のよ うになる。 この地盤 図か ら、港鯉

NT)付

近 は、Us(上 部砂 質土層)と

Ls(下

部砂 質土層

)で

構成 されて いる が、基盤 までの深 さは特定す る こと出来 ない。賀

露_(KAR)付近 も、港lA/1NT)付近 同様 、Us(上部砂

質土層)と

Ls(下

部砂質土層

)で

構成 されて いる。

湖 山

_(KYM)付

近 は、Us(上 部砂質土層)・ Uc(上部

粘性土層)と

Ls(下

部砂質土層

)の

互層 の地域 と、 us(上 部砂質土層)と L(ローム層)をはさみ、

Ls(下

部砂質土層

)の

沖積 層 の薄 い地域な ど、複雑 な地 盤 とな って いる。足 山

_GR⊃

付近 は、Umc(最 上部 粘性土層)・ Us(上 部砂 質土層)と Lg(下部礫 質土 層)・ Lc(下 部粘性 土層)で構成 されて いる平野 内 部での堆積層の形状 を示す。桂見

(KTM)付

近 は、 風化 は して いるが、B(基 盤岩慟 で ある。 各 観 測 地 域 の地 形 及 び 地 盤 とス ペ ク トル 比

(H/V)の

形状 を考察 す る。港地域ωINT)にお い て は、相 関が悪 いよ うに思 え るが 、周波 数

lHz

付近 に鋭 く明瞭な ピー クが認 め られる。賀露地域

(KAめ

にお いては、

KAR-1、

ICAR-3を

除 いて、 港地域

_(MNT)ほ

どで はないが、周波数

lHz付

近 に鋭 く明 瞭 な ピー クが 認 め られ る。 湖 山地 域

(KYM)に

お いては、全体 的 に相 関が悪 いが、NO.2、

NO.4に

は周波数

lHz付

近 に明瞭な ピークが認 め られ る。足 山地域(TRめにお いては、全体 的 に相 関が 良 く、周波数1∼

2Hz付

近 に明瞭な ピークが 認 め られ る。 た だ し、港 地 域

(MNT)や

賀 露地域

(KAめ

のよ うな ピー ク とは異な り、広 範囲 にわた る ピー ク とな って いる。桂見 地域

(KTM)に

お いて は、全体 的 に ピー クは、

3∼

6 Hz付

近 まで、な だ らか にずれ込 んで いる。観測点 ごとの代表的な

H/Vを

図

9に

示 した。 これ らの結果 か ら、

H/Vの

形状 と地形 。地盤 の比較 を次 のよ うにま とめた。 ○砂州 。砂丘 で ある港

(MNり

及び賀露感

ARlで

は、表層は砂地盤 で、

H/Vの

形状 にお いて、 周波数

lHz付

近 に鋭 く明瞭な ピー クが認め られ る。 ○砂丘・砂礫 台地 で ある湖 山(KYAllI)では、表 層 は複雑 な地盤 で、各観測点 にお ける

H/V

の形状 に相 関性 はな いぶ

2点

につ いて、周 波数

lHz付

近 に明瞭 な ピー クが認 め られ る。 ○三角州である足 山(TRつ では、表層は粘性土 地盤で、

H/Vの

形状は、周波数

lHz付

近に 広範囲の明瞭な ピークが認め られる。 ○ 山地で ある桂見

(KTM)で

は、基盤岩類が露 出してお り、

H/Vの

形状において ピー クが3 ∼

5Hz付

近 まで、なだ らか にずれ込 んでい る 。 大 町 他6)の 水平

2層

地盤モデルか らは、表層 と基盤 のコン トラス トの大 きいときは ピー クが明 瞭 に現れ、逆に小 さい時は ピー クがなだ らか にな る とい う結果が得 られた。今 回の解析結果で は、 コン トラス トの大 きい思われ る砂州 。砂丘、三角 州 は、 ピー クが明瞭 に現れ、逆 に小さい と思われ る山地では ピー クがなだ らか にな って いる。 よっ て、水平

2層

地盤 モデルか ら得 られ る

H/Vと

良 く一致す る ことがわか る。 次 は、観測域全体 にお ける

H/Vの

特性 につ い て、地形及び表層厚 の

2つ

の観点か ら、地下構造 との関係 をみ る。 まず第一点 日の地形 と

HⅣ

の特性 につ いて、 ピー ク値 ― ピー ク周波数分布 (図

10)及

び、 ピ ー ク周波数マ ップ (図 11)より考察す る。周波数

l Hzを

境 に、低 周波数(長周期)側に港(MNT)・ 賀露lKAR)。 湖 山

(KⅧ

[)の点 、高周波数(短周期) 側 に足 山

c嘲

の点 、周波数

3Hzよ

り高周波数(短 周期)側に桂見

(KTM)の

点が集 まって いる ことが

西田良平・野 口竜也 :常 時微動の地域的特性 ―鳥取平野の西部地域 ―

KAR N02

MNT NO.1 10E飼 卓 ‐■￨___.こ__ KYM NO.4 010 i00 1000 10000 frequency(Hz) NS ――――― EW ―‐―・―・‐ COMP―

記号はそれぞれの地域を示す。断面図の走

10E+OO とT ,OE+00 _ 010 199 1000 10000 frequency(Hz) TRY NO.2 010 100 1000 100∞ ,cquency(Hz) KTM NO.3 010 100 1000 1∞ ∞ ,equency(Hz) 10E-01 -……・ 010 i00 1000 frequency(Hz) 50 40 30 20 10 0 ‐10 ‐20 ‐30 ‐₄₀ ‐50 曲NT

勢

Lmc Lms 図

9各

_{地域のH/VLL― 周波数図と地表面付近の地下構造、} 向は図12に 示されている。 10E+02 ・i―一 ― _ ちユ

一 ｔ ， 鳥 取 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第 28巻 わか る。 また、 これ らの点 の集合は、前述 した地 形分類か ら、砂州・砂丘(港(MNT)・ 賀露cCARl・ 湖 山(KYWl))の グルー プ、三角州(足山(TR⊃)のグ ルー プ、 山地(桂見(KTM))のグルー プに分 ける こ とがで きる。ここで、ピー ク周波数 を

lHz以

下、 lHz∼2Hz、

2Hz以

上の3パター ンにわ けた ピー ク周波数 マ ップを、図 ■ に示 した 。周波数

lHz

以下 の点 は、砂州 。_{砂丘 の港ω}ttNT)・ 賀露

_lKAD・

湖 山(【判ぅ に分布 してお り、周波数 lHz∼

2Hz

の点 は、足 山

GRDの

三 角州 に集 中している。

2Hz

以上 の点 につ いては、全て桂見

(KTM)の

山地 に分 布 して いる。 このよ うに、地形 の観点か ら観測域全体 を見た

H/Vの

特 性 は、砂 州・ 砂丘 、三 角州 、 山地 の 3 つ に大 き く区分 される。 よって、 この

H/Vの

特 性が地下構造 を反映 して、地表面 の地質 の種別 に よ り、砂州・砂丘、三角州 、山地 に区分できる[12]。 次 に、

H/Vの

ピー ク周波数(周期)と表層厚 の関 係で考察す る。微動が実体波で あれ表面波で あれ、 表層 と下層 の コン トラス トが大 きい場合 は、微 動 の卓越(ピー ク)周期T、 _表層速度

_(S波

_速度)V、 表 層厚 との間 には、

1/4波

長則 といわれ る次 の 関係が成 り立つ。

TV=4H/(2n+1)

1,OE+03 1.OEキ02 また、厳密 には上式が成立 しな くて も、

TV=」

H

という関係が あ り、」

iVが

測定点 ごとに

Hに

比べ て大 き く変化 しな い とす れ ば、微動 の卓越(ピー ク_)同期 か ら表層厚 の相対 的 な変化 をおおむね推 定で きる として いる[11]。 つ ま り、 これ らの式か ら、測定点 にお ける微 動 の卓越(ピー ク)周期 が長 いほ ど、そ の点 にお ける表層厚が厚いと推定でき る。ここで1各観測点 をa―

b線

に垂直 に投射 し、 そ の距離 を横軸 に、 ピー ク周波数 を縦軸 にして、 ピー ク周波数 の分布 を図

12に

示 した。海側でピ ー ク周波数(周期)が低 く(長く)、 山地 に近づ くと ピー ク周波数(周期)が高 く(短く)なって いる こと がわか る。 よ って、上述 した

1/4波

長則 が成 り 立つす る と、表層厚 は海側で厚 く、山地 に近づ く と薄 くな る と推定で きる。

6.結

論 鳥取平野西部 の海岸部から山地 にか けて、常時 微動 のスペ ク トル比

(H/V)を

解析 し、そ の

H/V

の特性 と地下構造 の関係 を比較、検討 して きた。 そ の結果 、次 の ことが解明 された。 ①各観測地域の

H/Vの

スペク トル形状が、 のように地形および地盤構造によって、 次 違

(n;モ

ー ド数

=o,1,2,

三角州 (粘性土) 砂丘・砂州 (砂質土) 山地 (基_盤岩類) ▲

Π

監

担 Π frequency(Hz) 図

10H/V比

の ビーク周波数(横軸)とその時の

H/V比

の値(縦軸)、 記号はそ れぞれの地域を示す。砂丘・砂州、三角州と山地 に分割できる。

す   ︲ 西 田良平・ 野 口竜也 :常 時微 動 の地域 的特性 ―鳥取平野 の西部地域 ―

O f≦

1,OHZ

◎

1.OHZ〈

f≦

2.OHz

0 2.OHZ〈

f 一 0 500 1000m

砂 丘

砂 州

砂 礫 台 地

三 角 州

山 地

谷 底 平 野

浜

自 然 堤 防

図

11地

_{形分類図 とH/V比 の ビーク周波数、lHz以 下、}1∼2Hz、

2Hz以

上で分類 され る。

鶴

翻

趨

翻

□

□

■

〒 ︱ ︲ ︲ ︱ 鳥 取 大 学 工 学 部 研 究 報 告 第 28巻 0 500 1000m ―

_N35°

_32′

N35°

31′ IN 35° 30′

MNT

KAR

KYM

TRY KTM

下 ︲ ぜ．_祥 、 ■ 一 ◆           ヽ ﹃_∞ Ъ め ｚ 図

12H/V比

のピーク周波数分布一南北方向一、上図:平面図、下図:分布図

西 田良平・ 野 口竜也 :常 時微動 の地域的特性 ―鳥取平野の西部地域 ― った特性を示 した。 ○ 表 層 が 砂 地 盤 で あ る 砂 州 ・ 砂 丘 の 港 徴生

Nり

・賀露

KKA動

では、周波数

lHz付

近 に鋭 く明瞭な ピークが認 め られる。 ○表層が複雑 な地盤で ある砂丘・砂礫台地 の湖 山

(KYM)で

は、相関は悪 いが、場所 によって周波数

lHz付

近に明瞭な ピーク が認め られる。 ○ 表 層 が粘 性 土 地 盤 で あ る三 角 州 の足 山 (TRつ では、周波数

lHz付

近 に広範囲の 明瞭な ピー クが認め ら、右下が りの形状 をしている。 ○基盤岩が露 出 して いる山地 の桂見低

TM)

では、 ピー クが 3∼

5Hz付

近 まで、なだ らかに右上が りの形状が見 られる。 この形状特性は、水平

2層

地盤モデルか ら 得 られる

H/Vの

形状 と良い一致が見 られた。 ② スペク トル比

(H/V)の

ピーク周波数か ら、 今 回観測 した地域 の地下構造 を、砂州・ 砂 丘

(lHz以

上)、 三角州(1∼2Hz)、 山地(2Hz 以上

)に

区分できた。 ③

H/Vの

ピー ク周波数か られ表層厚 は、海岸 砂丘では厚 く、山地 に近づ くと薄 くな って いることが推定できた。 また、 この

H/Vを

利用 して、アレー観測 との 併用で、よ り深 い地下構造を推定する研究、地盤 増幅特性の観点か ら、地震被害 との関連性をみる 研究がなされている。今後は、他の観測 を同時に 実施 し、地盤構造 との関係を解明 して行 きたい。 謝辞 本研究 を遂行す るにあた り、大阪土質試験所の宮 越研理学博士には、有益な御助言をいただきまし た。心か ら感謝 いた します。また、観測で使用 し た増幅器は、京都大学防災研究所地震予知セ ンタ ーの梅 田康弘助教授か ら借用致 しました。厚 く御 礼 申し上げます。微動の観測 に協力していただき ました地圏環境工学研究室の皆さんに感謝します。 参考文献 [1]物 理探査学会,図解 物理探査 、P25-34、 1989 [2]趙伯 明、堀家正則 、竹 内吉弘、川瀬博 ;微動 と地震 動 か ら推 定 され た地盤特 性 の比較 、 地震、第50巻、pp67-87、 ₁₉₉₇ [3]中 村豊 、上野真 ;地表面振動 の上下成分 と水 平成分 を利用 した表層地盤特性推定 の試み、 第

7回

日本地震工学 シンポジュウム講演氣 P265‐-270、 1986

[4]国

土 庁 土 地 局 ;地形 分 類 図(鳥取 北 部 、南 吉h)、 1975 金井清 ;地震工学 、P99-108、 1969 大町達夫、紺野克 昭、遠藤達哉、年縄巧 ;常 時微 動 の水 平動 と上 下動 のスペ ク トル 比 を 用 い る地盤 周期 推 定方 法 の改 良 と適 用 、土 木学会論文集 、NO,489、 P251-260、 1994

[7]塩

野計 司、太 田裕 、工藤 一嘉;やや長周期 の 微 動観測 と地震 工学へ の適用(6)一微動 に含 まれ る Rayteigh波成分、地震 2.32、 Pi15 -124、 1978

[8]時

松孝次、宮寺泰 生;短周期微動 に含 まれ る レイ リー波 の特 性 と地盤 構 造 の 関係 、 日本 建築学会構造系論文報告集 、第

439号

、P81 -87、

1992時

松孝次、宮寺泰 生 ;短周期微 動 に含 まれ る レイ リー波 の特 性 と地盤構 造 の関係 、 日本建 築 学会構造 系論文報告集 、 第439号、P81-87、 1992 [9]岡田廣 、松 島建 ;長周期微動 の観測 による厚 い地盤構造 の推定 につ いて、第

7回

日本地 震工学 シンポ ジュウム講演集 、P2H-216、 1986 [10]鳥取地盤研 究会,鳥取地盤 図(東部)、 1991 [11]堀家正則 ;微動 の研究 について、地震2.46、 P343‐-350、 1993 [12]香村 一夫 、楡 井久 I東京湾埋 立地域で観測 され る微動 と表層地質の関係、地質学雑誌、 第102巻、第8号、pp715-729、 1996 (受 理 平 成

9年

8月

26日

)