地震動アレー観測記録を利用した地盤動特性値のひずみ依存性の同定に関する研究

地表で観測される地震動は,震源機構,伝搬経路,観測点直下の地盤条件等の影響を受けて複雑に変化する。とくに,大都市が立地する沖積層からなる平野部では,地表地震動特性は表層の地盤条件の影響を大きく受けるため,地震時の表層地盤振動特性を明らかにすることは震害を予測する上できわめて重要である。地震の動特性は,従来,弾性波探査やPS検層などから推定されている。しかし,そのような方法で推定される地盤の動特性は,必ずしも地震時のそれに対応するものではないことが指摘されている。その理由の一つとして,地震時に土が示す非線形挙動があげられる。土の非線形性を明らかにするための室内実験も行われているが,原位置における土の拘束条件等を実験室で再現するのは困難であり,やはり,実際の地震時の土の挙動を観測し,これより動特性を調べる(同定する)のが最も合理的である。これまでに同定手法を展開してきたが,手法的につぎのような問題点があった。すなわち,地中最深部に設置された地震計より以浅の地盤各層を対象として,S波速度やQ値が同定されるため,地盤を構成する層の数が多くなると,同定すべきパラメータの数が増加し,解の精度が低下するのみならず同定不能になる場合も生じるという点である。本年度は,上述の短所を克服するために,地中3点で得られた鉛直アレー観測記録を用いて,記録が得られた最上点と最下点の間のS波速度とQ値を,部分的に同定することを目的とした部分同定法を提案し,実地盤の同定に適用した。その結果,S波速度は精度よく同定できることがわかった。しかし,Q値については一般に考えられている値より小さめの値が得られ,この点については,今後Q値の周波数依存性を考慮してさらに検討する必要がある。

地表で観測される地震動は,震源機構,伝搬経路,観測点直下の地盤条件等の影響を受けて複雑に変化する。とくに,大都市が立地する沖積層からなる平野部では,地表地震動特性は表層の地盤条件の影響を大きく受けるため,地震時の表層地盤振動特性を明らかにすることは震害を予測する上できわめて重要である。地震の動特性は,従来,弾性波探査やPS検層などから推定されている。しかし,そのような方法で推定される地盤の動特性は,必ずしも地震時のそれに対応するものではないことが指摘されている。その理由の一つとして,地震時に土が示す非線形挙動があげられる。土の非線形性を明らかにするための室内実験も行われているが,原位置における土の拘束条件等を実験室で再現するのは困難であり,やはり,実際の地震時の土の挙動を観測し,これより動特性を調べる(同定する)のが最も合理的である。これまでに同定手法を展開してきたが,手法的につぎのような問題点があった。すなわち,地中最深部に設置された地震計より以浅の地盤各層を対象として,S波速度やQ値が同定されるため,地盤を構成する層の数が多くなると,同定すべきパラメータの数が増加し,解の精度が低下するのみならず同定不能になる場合も生じるという点である。本年度は,上述の短所を克服するために,地中3点で得られた鉛直アレー観測記録を用いて,記録が得られた最上点と最下点の間のS波速度とQ値を,部分的に同定することを目的とした部分同定法を提案し,実地盤の同定に適用した。その結果,S波速度は精度よく同定できることがわかった。しかし,Q値については一般に考えられている値より小さめの値が得られ,この点については,今後Q値の周波数依存性を考慮してさらに検討する必要がある。