9:30 AM - 12:00 PM
[S16P-05] Estimation of Subsurface Structure and Ground Motion Characteristics of Artificially Filled Ground in Wakabadai, Tottori City from Microtremor and Seismic Observations
高度経済成長期以降，丘陵地の斜面や山麓地域に盛土などの人工的な造成地が次々と開発され，そのような地域では地震被害が懸念されている．近年の一連の地震災害では軟弱な盛土地盤による被害が顕著であり，各大地震において周辺の切土地盤よりも被害が大きいことが報告されている．これは谷埋め部と土切り部ではS波速度が低く，地震動を増幅しやすいなど地盤の性質が異なるためである．また都市近郊ではニュータウン建設などの大規模な宅地開発が行われ，人工的に造成された平坦な地形が広がっている．これらの地域では，切土や盛土が複雑に分布しており，地盤震動特性や地震による住宅被害の可能性が地点によって大きく異なることが想定される．
著者らは既往研究にて，大規模盛土造成地に指定されている鳥取市若葉台地区にて微動観測を実施し(図1)，切土地点と盛土地点で微動H/Vの卓越周期や表層のS波速度など，地盤震動特性が異なることを確認した．本研究では切土と盛土が複雑に分布している地点にて微動アレイ観測および地震観測を行い，既往研究を含めた観測結果を基に２次元地盤構造モデルを作成した．そのモデルを用いて２次元有限要素法を実施しモデルの妥当性を検証した．
観測について，微動アレイ観測を切土地点(AR4)と盛土地点(AR3)で各1点の計２地点で行った．地震計を円の中心に１台，円周上に３台が正三角形になるように４台配置し，アレイ半径は1-30mの範囲で，サンプリング周波数は200Hz，観測時間はアレイ半径ごとに15分程度とした．使用機器には加速度型微動計JU410を４台用いた．地震観測は2022年5月からアレイ観測点と同一地点である切土地点(AR4)と盛土地点(AR3)の各1点で実施しており，2022年８月現在も稼働中である．使用機器にはセンサに速度型地震計KVS300(近計システム)とデータレコーダーにHKS9700(計測技研)を用いて，測定方向を水平動2成分(NS，EW)成分，上下動成分の3成分とし，サンプリング周波数100Hzで常時収録，GPSクロックによる時刻校正する仕様とした．
微動アレイ探査では観測記録よりSPAC法(Aki K., 1957.)およびCCA法(Cho et. al., 2006.)により位相速度分散曲線を求めた．レイリー波基本モードに基づく理論的な曲線が位相速度分散曲線と微動H/Vスペクトルの両方を満たすよう，地盤構造モデルを試行錯誤で決定した．解析の結果，切土地点では表層にVs＝500m/secの層が推定されたが，盛土地点ではその層の上部にVs＝200m/secの層が9m確認された．
地震観測記録より，S波初動の20.48秒の区間を切り出し，テーパー処理を施した後，バンド幅0.3HzのParzenウィンドウでスペクトルを平滑化し，各成分のフーリエスペクトルを算出した．図2より切土地点を基準にした盛土地点との水平動の比(盛土/切土)を取ると，0.10秒と0.22-0.26秒の範囲にピークがみられ，盛土地点ではこれらの周期帯で切土地点よりも揺れやすいことが判明した．
推定した微動アレイ観測による地盤構造モデルと既往研究における微動H/Vの卓越周期から4分の1波長則で表層の層厚を推定した．卓越周期が読み取れなかった切土地点の層厚は一律0mとして内挿補完して層厚分布を作成した．層厚分布を基に対象地域の2つのアレイ観測地点を通るように2次元地盤構造モデルを切り出し(図3)，そのモデルを基に2次元有限要素法でシミュレーションを実施した．
モデルは盛土層と基盤層からなる２層地盤とし，表層地盤のS波速度を200m/sec，密度を1.83g/cm³，基盤のS波速度を500m/sec，密度を2.22g/cm³とした．また非線形解析には修正Ramberg-Osgoodモデルを用い，入力地震波には鳥取県の自治体観測点国府における2016年鳥取県中部の地震を使用した．モデルの側面および底面には粘性境界を用いて地震波の逸散を考慮している．図4より地震動解析と同様に切土地点を基準にした盛土地点の水平動スペクトル比(盛土/切土)を取ると，0.1-0.2秒の範囲と0.2-0.3秒の範囲にそれぞれ1つのピークがみられ，地震動解析の結果と概ね一致することがわかった．
著者らは既往研究にて，大規模盛土造成地に指定されている鳥取市若葉台地区にて微動観測を実施し(図1)，切土地点と盛土地点で微動H/Vの卓越周期や表層のS波速度など，地盤震動特性が異なることを確認した．本研究では切土と盛土が複雑に分布している地点にて微動アレイ観測および地震観測を行い，既往研究を含めた観測結果を基に２次元地盤構造モデルを作成した．そのモデルを用いて２次元有限要素法を実施しモデルの妥当性を検証した．
観測について，微動アレイ観測を切土地点(AR4)と盛土地点(AR3)で各1点の計２地点で行った．地震計を円の中心に１台，円周上に３台が正三角形になるように４台配置し，アレイ半径は1-30mの範囲で，サンプリング周波数は200Hz，観測時間はアレイ半径ごとに15分程度とした．使用機器には加速度型微動計JU410を４台用いた．地震観測は2022年5月からアレイ観測点と同一地点である切土地点(AR4)と盛土地点(AR3)の各1点で実施しており，2022年８月現在も稼働中である．使用機器にはセンサに速度型地震計KVS300(近計システム)とデータレコーダーにHKS9700(計測技研)を用いて，測定方向を水平動2成分(NS，EW)成分，上下動成分の3成分とし，サンプリング周波数100Hzで常時収録，GPSクロックによる時刻校正する仕様とした．
微動アレイ探査では観測記録よりSPAC法(Aki K., 1957.)およびCCA法(Cho et. al., 2006.)により位相速度分散曲線を求めた．レイリー波基本モードに基づく理論的な曲線が位相速度分散曲線と微動H/Vスペクトルの両方を満たすよう，地盤構造モデルを試行錯誤で決定した．解析の結果，切土地点では表層にVs＝500m/secの層が推定されたが，盛土地点ではその層の上部にVs＝200m/secの層が9m確認された．
地震観測記録より，S波初動の20.48秒の区間を切り出し，テーパー処理を施した後，バンド幅0.3HzのParzenウィンドウでスペクトルを平滑化し，各成分のフーリエスペクトルを算出した．図2より切土地点を基準にした盛土地点との水平動の比(盛土/切土)を取ると，0.10秒と0.22-0.26秒の範囲にピークがみられ，盛土地点ではこれらの周期帯で切土地点よりも揺れやすいことが判明した．
推定した微動アレイ観測による地盤構造モデルと既往研究における微動H/Vの卓越周期から4分の1波長則で表層の層厚を推定した．卓越周期が読み取れなかった切土地点の層厚は一律0mとして内挿補完して層厚分布を作成した．層厚分布を基に対象地域の2つのアレイ観測地点を通るように2次元地盤構造モデルを切り出し(図3)，そのモデルを基に2次元有限要素法でシミュレーションを実施した．
モデルは盛土層と基盤層からなる２層地盤とし，表層地盤のS波速度を200m/sec，密度を1.83g/cm³，基盤のS波速度を500m/sec，密度を2.22g/cm³とした．また非線形解析には修正Ramberg-Osgoodモデルを用い，入力地震波には鳥取県の自治体観測点国府における2016年鳥取県中部の地震を使用した．モデルの側面および底面には粘性境界を用いて地震波の逸散を考慮している．図4より地震動解析と同様に切土地点を基準にした盛土地点の水平動スペクトル比(盛土/切土)を取ると，0.1-0.2秒の範囲と0.2-0.3秒の範囲にそれぞれ1つのピークがみられ，地震動解析の結果と概ね一致することがわかった．