17:15 〜 18:30
[SSS11-P13] 熊本地方における浅部・深部統合地盤構造モデルの構築
キーワード：地下構造モデル、常時微動、強震動予測
1.はじめに
防災科研では、これまでに，益城町周辺を含む熊本平野で観測された微動アレイ探査を用いて、浅部・深部統合地盤構造モデルを作成している（Senna et al., 2018）．本研究では、熊本平野の北部や阿蘇地域等に関して、微動アレイ探査を大幅に追加し、浅部・深部統合地盤構造モデルの範囲を拡張した．本研究では，上記論文で提案されている手法を使い，範囲を拡張した結果について報告する．常時微動観測については、主に工学的基盤以浅（浅部地盤構造）を対象とする極小微動アレイ探査と地震基盤深さ（深部地盤構造）を対象とする，大アレイによる微動探査をそれぞれ追加して実施している．
2.初期地盤モデルの作成
拡張範囲については，初期地盤モデルのうち，深部地盤モデル（工学的基盤と定義したVs350(m/s)以深）に対しては，基本的には防災科研のJ-SHIS_V2モデルを初期モデルとした．浅部地盤に対しては，地盤モデルを接続して初期モデルとした．その上で，浅部地盤の工学的基盤上面を深部地盤の第1層上面とするなどして両者を統合し初期統合地盤モデルとした．浅部地盤モデル（Vs350(m/s)以浅）については，J-SHISの微地形区分を，治水地形分類図をもとに見直し，修正を行った上で，熊本県内の「九州地盤情報共有データベース 2005,2012,2018」（地盤工学会九州支部）等のボーリングデータ(約12,000本)を整理し，修正した微地形区分に基づいた250mメッシュモデルを作成した．
3.使用した微動アレイ観測と地震記録
微動アレイ観測は，熊本県北部と阿蘇地域の，微地形区分で示す低地および台地において，大アレイ観測(アレイ半径100，200，400mの3点および一辺25～75mのL字型)を約5km間隔にて16地点追加した．既往の大アレイ26地点を含めると，合計42地点となる．一方で，極小・不規則アレイ観測（アレイ径60cmの4点および1辺5m～10m超の三角形）を約1km間隔および阿蘇地域については約500m間隔にて約854地点で実施した(2021年2月現在)．既往の極小アレイ473地点を含めると，合計1327地点となる．微動観測地点毎の位相速度およびH/Vスペクトル比を求めた．地震記録は，防災科研のK-NETおよびKiK-net地震観測点，自治体および気象庁等の地震記録を用いて，観測点ごとのR/Vスペクトル比を求めた．これらの地盤震動特性データと初期地盤モデルに基づいて，ジョイントインバージョンを行い，各観測地点における1次元S波速度構造を得た．
4.微動アレイ観測および地震観測結果に基づく地盤モデルの修正
３章で得られた１次元S波速度構造等を用いて，各観測地点における初期深部地盤モデルを修正し，速度層ごとに水平方向へ空間補間して３次元S波速度構造モデルを作成した．推定されたS波速度構造に基づいて，拡張部について深部地盤速度構造（J-SHIS_V2）の修正を行った．本研究で作成したJ-SHIS_V2モデルと比較すると特徴として，Vs900 m/s、Vs1100 m/s層の上面深度（Vs900の例について図1参照）は阿蘇カルデラの形状をより反映したものになっている。Vs2100 m/sやVs2700 m/s層の上面深度（Vs2700の例について図2参照）については、阿蘇火山の中央火口丘群付近でより深くなっている。これは重力の上方接続残差の分布図の結果と調和的である。なお，島原湾付近では音波探査や重力の結果をもとにモデル化している．以上の結果として，大分から阿蘇，熊本を経て島原半島に至る「別府―島原地溝」の構造をより明確に反映したモデルが構築できたと考える．浅部地盤モデルの修正は，微動探査が実施されている地点において，微動探査から得られたAVS30（C40およびインバージョンによるS波速度構造）に整合するように作成した．
5.まとめ
本稿では，これまでに作成してきた熊本平野周辺の浅部・深部統合地盤構造モデルを拡張し，その結果を示した．今後は，活断層重点調査等の既往のデータを取得し，さらに微動アレイ観測を追加した上で，熊本県全域の地盤モデルを構築し，地震記録との検証を行う予定である．
参考文献
S. Senna, A. Wakai, H. Suzuki, A. Yatagai, H. Matsuyama, and H. Fujiwara : Modeling of the Subsurface Structure from the Seismic Bedrock to the Ground Surface for a Broadband Strong Motion Evaluation in Kumamoto Plain, Journal of Disaster ResearchVol.13 No.5, 2018.
防災科研では、これまでに，益城町周辺を含む熊本平野で観測された微動アレイ探査を用いて、浅部・深部統合地盤構造モデルを作成している（Senna et al., 2018）．本研究では、熊本平野の北部や阿蘇地域等に関して、微動アレイ探査を大幅に追加し、浅部・深部統合地盤構造モデルの範囲を拡張した．本研究では，上記論文で提案されている手法を使い，範囲を拡張した結果について報告する．常時微動観測については、主に工学的基盤以浅（浅部地盤構造）を対象とする極小微動アレイ探査と地震基盤深さ（深部地盤構造）を対象とする，大アレイによる微動探査をそれぞれ追加して実施している．
2.初期地盤モデルの作成
拡張範囲については，初期地盤モデルのうち，深部地盤モデル（工学的基盤と定義したVs350(m/s)以深）に対しては，基本的には防災科研のJ-SHIS_V2モデルを初期モデルとした．浅部地盤に対しては，地盤モデルを接続して初期モデルとした．その上で，浅部地盤の工学的基盤上面を深部地盤の第1層上面とするなどして両者を統合し初期統合地盤モデルとした．浅部地盤モデル（Vs350(m/s)以浅）については，J-SHISの微地形区分を，治水地形分類図をもとに見直し，修正を行った上で，熊本県内の「九州地盤情報共有データベース 2005,2012,2018」（地盤工学会九州支部）等のボーリングデータ(約12,000本)を整理し，修正した微地形区分に基づいた250mメッシュモデルを作成した．
3.使用した微動アレイ観測と地震記録
微動アレイ観測は，熊本県北部と阿蘇地域の，微地形区分で示す低地および台地において，大アレイ観測(アレイ半径100，200，400mの3点および一辺25～75mのL字型)を約5km間隔にて16地点追加した．既往の大アレイ26地点を含めると，合計42地点となる．一方で，極小・不規則アレイ観測（アレイ径60cmの4点および1辺5m～10m超の三角形）を約1km間隔および阿蘇地域については約500m間隔にて約854地点で実施した(2021年2月現在)．既往の極小アレイ473地点を含めると，合計1327地点となる．微動観測地点毎の位相速度およびH/Vスペクトル比を求めた．地震記録は，防災科研のK-NETおよびKiK-net地震観測点，自治体および気象庁等の地震記録を用いて，観測点ごとのR/Vスペクトル比を求めた．これらの地盤震動特性データと初期地盤モデルに基づいて，ジョイントインバージョンを行い，各観測地点における1次元S波速度構造を得た．
4.微動アレイ観測および地震観測結果に基づく地盤モデルの修正
３章で得られた１次元S波速度構造等を用いて，各観測地点における初期深部地盤モデルを修正し，速度層ごとに水平方向へ空間補間して３次元S波速度構造モデルを作成した．推定されたS波速度構造に基づいて，拡張部について深部地盤速度構造（J-SHIS_V2）の修正を行った．本研究で作成したJ-SHIS_V2モデルと比較すると特徴として，Vs900 m/s、Vs1100 m/s層の上面深度（Vs900の例について図1参照）は阿蘇カルデラの形状をより反映したものになっている。Vs2100 m/sやVs2700 m/s層の上面深度（Vs2700の例について図2参照）については、阿蘇火山の中央火口丘群付近でより深くなっている。これは重力の上方接続残差の分布図の結果と調和的である。なお，島原湾付近では音波探査や重力の結果をもとにモデル化している．以上の結果として，大分から阿蘇，熊本を経て島原半島に至る「別府―島原地溝」の構造をより明確に反映したモデルが構築できたと考える．浅部地盤モデルの修正は，微動探査が実施されている地点において，微動探査から得られたAVS30（C40およびインバージョンによるS波速度構造）に整合するように作成した．
5.まとめ
本稿では，これまでに作成してきた熊本平野周辺の浅部・深部統合地盤構造モデルを拡張し，その結果を示した．今後は，活断層重点調査等の既往のデータを取得し，さらに微動アレイ観測を追加した上で，熊本県全域の地盤モデルを構築し，地震記録との検証を行う予定である．
参考文献
S. Senna, A. Wakai, H. Suzuki, A. Yatagai, H. Matsuyama, and H. Fujiwara : Modeling of the Subsurface Structure from the Seismic Bedrock to the Ground Surface for a Broadband Strong Motion Evaluation in Kumamoto Plain, Journal of Disaster ResearchVol.13 No.5, 2018.