Home | BRI Strong Motion Networkarai/papers/AIJ14-21173.pdf*1 \ u /¡ ;'Ç)r %Ê'2 d ( %Ê'24 z...
2
A Study on Variation of Microseism H/V Spectrum due to Irregular Underground Structure in Osaka Sedimentary Basin Hiroshi ARAI and Hirotoshi UEBAYASHI 大阪堆積盆地の不規則地下構造に起因する脈動 H/V スペクトルの変化に関する一検討 正会員 ○新井 洋* 1 同 上林 宏敏* 2 大阪堆積盆地 脈動 H/V スペクトル 不規則地下構造 3 次元解析 1 次元解析 1. はじめに 著者ら 1)-4) は，大阪堆積盆地を対象に，脈動の H/V スペクト ルを用いて不規則地下構造を推定する可能性を検討している． 本報では，地下構造の不規則性に起因する脈動 H/V スペクト ルの変化の傾向を把握するため，盆地内の多数地点で，3 次元 FDM 解析による模擬脈動 H/V スペクトル 3) ( H/V) 3D と直下地盤 の 1 次元構造に対する表面波 H/V スペクトル 5) ( H/V)1D の残差 率を求め，その分布について考察する． 2. ( H/V) 3D と( H/V) 1D の残差率 図 1 に，文献 3 の FDM 解析で用いた大阪平野の 3 次元堆積 盆地構造モデルの基盤（S 波速度 VS = 2.7km/s）上面深度の分 布を示す．この地域の脈動 H/V スペクトルには，周波数 0.1- 1Hz の範囲に，堆積層と基盤の VS コントラストを反映した単 一のピークが認められる 1)-4) ． (H/V) 3D と( H/V) 1D の残差率 R は，スペクトル全体に対する RHV, スペクトルのピーク周波数およびピーク値に対する Rf お よび RA の 3 指標を定義し，盆地内の 18,139 地点（NS, EW 方 向とも間隔 0.4km の正方格子の全節点）について算定した． 1 3D 1D 3D 1 ( / ) ( / ) ( / ) I HV i i i i R I H V H V H V − = = − ∑ (1) ,3D ,1D ,3D f P P P R f f f = − , ,3D ,1D ,3D A P P P R A A A = − (2) ここに，I は H/V スペクトルのデータ数，f P および AP は H/V スペクトルのピーク周波数およびピーク値である．なお， (H/V) 1D の計算では，基本モードから 9 次高次モードまでを考 慮し，水平動中のレイリー波／ラブ波振幅比の値は 0.7 と仮定 した．また，( H/V) 1D のピークを有限とするため等に必要な地 殻構造（VS = 2.7-4.6km/s）は，文献 3 を参考に 5 層（最下層は 半無限体）にモデル化した 4) ． 3. H/V スペクトルの残差率の分布と基盤構造の関係 図 2-4 に，得られた H/V スペクトルの残差率 RHV, Rf, RA の分 布を示す．図 1 との比較から，基盤深度が急変する地域（北摂 地域の地溝帯や上町断層帯・生駒断層帯に沿う地域など）や盆 地端部（基盤の浅い傾斜部）の地域では，いずれの残差率も 0.4-0.6 程度以上の大きな値となっている．一方，それ以外の 地域では，大阪湾の中央部から西側にかけての地域を除いて， いずれの残差率も 0.2-0.3 程度以下の小さな値となっている． このことは，基盤深度が急変する地域や盆地端部の地域では， 地下構造の不規則性が H/V スペクトルに与える影響の大きい ことを示唆している． なお，大阪湾の中央部から西側にかけての地域では，残差率 RHV, Rf は 0.2-0.3 程度以下の小さな値であるが（図 2, 3），RA は 0.4-0.6 程度以上の大きな値となっている（図 4）．この原因と 図 1 FDM 解析で用いた大阪平野の 3 次元堆積盆地構造モデルの基盤 （S 波速度 2.7km/s）上面深度の分布 3) および図 5, 6 の検討に おける 6 つの領域（regions 1-6） 図 2 3 次元解析と 1 次元解析による模擬脈動 H/V スペクトルの スペクトル全体に対する残差率 RHVの分布 日本建築学会大会学術講演梗概集 （近畿） 2014 年 9 月 ―345― 21173
Transcript of Home | BRI Strong Motion Networkarai/papers/AIJ14-21173.pdf*1 \ u /¡ ;'Ç)r %Ê'2 d ( %Ê'24 z...
A Study on Variation of Microseism H/V Spectrum due to Irregular Underground Structure in Osaka Sedimentary Basin
Hiroshi ARAI and Hirotoshi UEBAYASHI
大阪堆積盆地の不規則地下構造に起因する脈動 H/V スペクトルの変化に関する一検討
正会員 ○新井 洋*1 同 上林 宏敏*2
大阪堆積盆地 脈動 H/V スペクトル 不規則地下構造 3 次元解析 1 次元解析
1. はじめに 著者ら 1)-4)は，大阪堆積盆地を対象に，脈動の H/V スペクト
ルを用いて不規則地下構造を推定する可能性を検討している．
本報では，地下構造の不規則性に起因する脈動 H/V スペクト
ルの変化の傾向を把握するため，盆地内の多数地点で，3 次元
FDM 解析による模擬脈動 H/V スペクトル 3)(H/V)3Dと直下地盤
の 1 次元構造に対する表面波 H/V スペクトル 5)(H/V)1Dの残差
率を求め，その分布について考察する． 2. (H/V)3Dと(H/V)1Dの残差率 図 1 に，文献 3 の FDM 解析で用いた大阪平野の 3 次元堆積
盆地構造モデルの基盤（S 波速度 VS = 2.7km/s）上面深度の分
布を示す．この地域の脈動 H/V スペクトルには，周波数 0.1-1Hz の範囲に，堆積層と基盤の VS コントラストを反映した単
一のピークが認められる 1)-4)． (H/V)3D と(H/V)1D の残差率 R は，スペクトル全体に対する
RHV, スペクトルのピーク周波数およびピーク値に対する Rf お
よび RAの 3 指標を定義し，盆地内の 18,139 地点（NS, EW 方
向とも間隔 0.4kmの正方格子の全節点）について算定した．
1
3D 1D 3D1
( / ) ( / ) ( / )I
HV i i ii
R I H V H V H V−
=
= −∑ (1)
,3D ,1D ,3Df P P PR f f f= − , ,3D ,1D ,3DA P P PR A A A= − (2)
ここに，I は H/V スペクトルのデータ数，fPおよび APは H/Vスペクトルのピーク周波数およびピーク値である．なお，
(H/V)1D の計算では，基本モードから 9 次高次モードまでを考
慮し，水平動中のレイリー波／ラブ波振幅比の値は 0.7 と仮定
した．また，(H/V)1D のピークを有限とするため等に必要な地
殻構造（VS = 2.7-4.6km/s）は，文献 3を参考に 5層（最下層は
半無限体）にモデル化した 4)． 3. H/Vスペクトルの残差率の分布と基盤構造の関係 図 2-4に，得られたH/Vスペクトルの残差率RHV, Rf, RAの分
布を示す．図 1との比較から，基盤深度が急変する地域（北摂
地域の地溝帯や上町断層帯・生駒断層帯に沿う地域など）や盆
地端部（基盤の浅い傾斜部）の地域では，いずれの残差率も
0.4-0.6 程度以上の大きな値となっている．一方，それ以外の
地域では，大阪湾の中央部から西側にかけての地域を除いて，
いずれの残差率も 0.2-0.3 程度以下の小さな値となっている．
このことは，基盤深度が急変する地域や盆地端部の地域では，
地下構造の不規則性が H/V スペクトルに与える影響の大きい
ことを示唆している． なお，大阪湾の中央部から西側にかけての地域では，残差率
RHV, Rfは 0.2-0.3程度以下の小さな値であるが（図 2, 3），RAは
0.4-0.6 程度以上の大きな値となっている（図 4）．この原因と
図1 FDM 解析で用いた大阪平野の 3 次元堆積盆地構造モデルの基盤
（S 波速度 2.7km/s）上面深度の分布 3) および図 5, 6 の検討に
おける6つの領域（regions 1-6）
図2 3 次元解析と 1次元解析による模擬脈動 H/V スペクトルの
スペクトル全体に対する残差率RHVの分布
日本建築学会大会学術講演梗概集
（近畿） 2014 年 9 月
―345―
21173
*1 国土技術政策総合研究所 建築研究部 主任研究官・博士(工学) *2 京都大学 原子炉実験所 准教授・博士(工学)
*1 Senior Researcher, Building Dept., NILIM, Dr. Eng. *2 Assoc. Prof., Research Reactor Institute, Kyoto Univ., Dr. Eng.
して，当該地域の南西側，淡路島の東側に位置する大阪湾断層
の影響の可能性が想像されるが，今後の課題としたい． 4. (H/V)3Dと(H/V)1Dのピークの対応と基盤構造の関係 さらに考察のため，図 1 に長方形で示す 6 つの領域（regions
1-6）3)について，3 次元解析と 1 次元解析の H/V スペクトルの
ピーク周波数 fPおよびピーク値 APの対応を図 5, 6 に示す．同
図から，地下構造の不規則性が弱い regs.3-5（基盤構造が比較
的平坦な領域）では，fP, APとも，3次元解析と 1次元解析の値
に大きな差異は見られない．一方，地下構造の不規則性が強い
regs.1, 2, 6（北摂地域の地溝帯を含む領域，上町断層帯の基盤
段差を含む領域，泉南地域の基盤傾斜を含む領域）では，周波
数 0.2 ないし 0.4Hz から 0.8Hz の範囲で，3 次元解析の fPの値
が 1 次元解析のそれより高くなる傾向が認められる（図 5）．また，1 次元解析の AP の変動範囲に比べて 3 次元解析のそれ
が大きくなる傾向が認められる（図 6）．すなわち，地下構造
の不規則性が H/V スペクトルのピーク周波数とピーク値に強
く影響することが再確認される．ただし，その影響度合いは，
領域や周波数によって異なっており，断層や盆地端部からの距
離，基盤の深さ・傾斜などに依存すると推察される． 5. まとめ 大阪堆積盆地を対象とした数値解析から，次の知見を得た．
1) 地震基盤の深さが急変する断層の近傍や基盤が浅く傾斜す
る盆地端部では，地下構造の不規則性が脈動 H/V スペクトル
に強く影響する．2) その影響度合いは，断層や盆地端部から
の距離，基盤の深さ・傾斜などに依存すると推察される． 謝辞 本研究の一部は科学研究補助金基盤研究(C)課題番号
23560670「広帯域強震動予測のための微動探査手法の不整形地盤
領域における推定精度の検証」（研究代表者：上林宏敏京都大学准
教授）の助成を受けた．記して謝意を示す． 【参考文献】1) Uebayashi: Bull. Seism. Soc. Am., 93(2), 570-582, 2003. 2) 上林ほか：AIJ構造系論文集, 642, 1453-1460, 2009. 3) Uebayashi et al.: Geophys. J. Int., 189, 1060-1074, 2012. 4) 新井, 上林：AIJ大会, 構造 II, 207-208, 2013. 5) 時松, 新井：AIJ構造系論文集, 511, 69-75, 1998.
図3 3 次元解析と 1次元解析による模擬脈動 H/V スペクトルの
ピーク周波数に対する残差率Rfの分布 図4 3 次元解析と 1次元解析による模擬脈動 H/V スペクトルの
ピーク値に対する残差率RAの分布
図5 3 次元解析と 1次元解析による模擬脈動 H/V スペクトルの
ピーク周波数の対応 図6 3 次元解析と 1次元解析による模擬脈動 H/V スペクトルの
ピーク値の対応
―346―
![>6>, K 87Á å /¡ b%Ê'26ä$Î 7Á ¼ í7Á Ê d Û(Ô M 5 ä M …...b +)] )(++ + _>* + ...](https://static.fdocuments.net/doc/165x107/5ea3fc8e45125b78e57069c3/6-k-87-b26-7-7-d-m-5-m-b.jpg)
![Q L - Shobara...2017/03/03 · 9Ú ¯ Û é â %I5û Ç0Î Ê ù Ü9Û)D & n ¯ Û ± Ï9æ ¢ ^9Õ P : / P : ] ¯ Û é ù Ü à Ê )D & D)] B1 t G &1t-l %: : : : : : þ ^B1 $ HBU](https://static.fdocuments.net/doc/165x107/5fef4503a5a5012bc911fbb9/q-l-20170303-9-i5-0-oe9d-n-.jpg)
![Á Á - mhlw...n p Á.f2o %43 +® Ú 5R6 Ø!¢ - Û"í(' ê' K. . 43-l Ò ò ] i û Ø!¢ - Û"í(' ê(' q ; . z/ M4 »%w ¾47 m N! #,'ä Ø!¢ - Û"í(' ê D)]. . 43-l Ò 9% $ E Ø!¢](https://static.fdocuments.net/doc/165x107/5e501ca78f509458f90f9871/-mhlw-n-p-f2o-43-5r6-k-43-l-.jpg)
