[S-TT41] 地震観測・処理システム

[STT41-03] 浅層レイリー波探査と地震波干渉法による浅部地盤のグリーン関数の比較・検討

*居樹 幸太朗¹、平井 敬¹、高橋 広人²、護 雅史³、鈴木 晴彦⁴ (1.兵庫県立大学大学院減災復興政策研究科、2.名城大学理工学部、3.名古屋大学災害対策室、4.応用地質株式会社)

キーワード：表面波探査、人工起振、地下構造、波動伝播、常時微動

はじめに
地震防災や建築耐震を考えるには、地下構造を知ることが重要である。掘削を伴わない調査においては、人工起振する方法と受動的な微動記録の処理で工夫する方法がある。前者には林ら(2001)に代表される浅層レイリー波探査があり、後者の方法のひとつは高橋ら(2022)のような微動記録に地震波干渉法を応用して擬似起振記録を得る方法がある。浅層レイリー波探査の理論は確立されており広く用いられている一方、微動記録から擬似起振記録を得る方法は試行段階であり浅層レイリー波探査と比較した例はないため、これら2手法の間の整合性は不明瞭のままである。本研究ではそれらを比較・検証することを目的とし、同一の測線で両手法を適用してグリーン関数と分散曲線を算出した。

観測・実験
　Fig.1のように、観測は名古屋大学東山キャンパス（名古屋市千種区）の敷地内で行った。なお、測線付近では過去にP-S検層が実施されている。常時微動観測はジオフォンとMcSEIS-AT(1ch)と同(3ch)を合計41個使用し、センサー間隔を変えて3測線で観測を行った。浅層レイリー波探査は、ジオフォン24個をデータロガーMcSEISE-SWに接続した。これを1 m間隔で配置し、西端を-40 m地点に設置してその0.5 m西側を起振し、起振ごとにセンサー列および起振位置を1 mずつ東に移動し、東端が40 m位置になるまで行った。東端が40 m地点に達した後は起振位置のみ1 mずつずらして起振した。

結果
Fig.2にセンサー間隔4 mで測線座標-40 m地点を起振源としたとき、Fig.3に間隔同じで0 m地点を起振源としたとき、Fig.4にセンサー間隔1 mで0 m地点を起振源としたときの微動観測記録に地震波干渉法を適用して得られた擬似グリーン関数の波形を示す。いずれの結果においても、起振位置からの波動伝播が見られた。Fig.5に示す浅層レイリー波探査の波形記録においても、起振位置からの波動伝播が見られた。波動伝播速度を目視で読み取ると、それぞれおよそ500 m/s, 460 m/sであった。Fig.6で示すように測線座標-2 m地点付近の分散曲線は常時微動のセンサー間隔が4 mのもの、1 mのもの、浅層レイリー波探査の順に並べると、高周波側へ高解像度の範囲が遷移していた。これをFig.7に示すようにBallard (1964)の方法によりS波速度と深さの関係に変換すると、深さとともにS波速度が増加する地下構造が得られた。

考察
微動記録に基づく擬似起振記録と浅層レイリー波探査による起振記録の波動伝播速度はおおむね整合している。そして測線座標7–16 ｍ[敬平2] 部分付近を境に波動伝播速度が異なっているように見える。これは、地下構造がこの付近を境に東西で異なっていることを示唆している。ただしいずれも目測であるため、正確に調査するためには表面波多チャンネル解析で分散曲線を見る必要がある。分散曲線からBallard (1964)の方法により得られた地下構造は、これまでの知見とおおむね整合する結果であった。