2005年福岡県西方沖の地震の観測記録に基づく強震動評価手法の検証について （平成20年4月11日公表）

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1 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 に 基 づく 強 震 動 評 価 手 法 の 検 証 について 平 成 年 月 11 日 地 震 調 査 研 究 推 進 本 部 地 震 調 査 委 員 会 強 震 動 評 価 部 会 地 震 調 査 委 員 会 は 平 成 17 年 3 月 に 全 国 を 概 観 した 地 震 動 予 測 地 図 を 公 表 し た 現 在 地 震 動 予 測 地 図 の 更 なる 有 用 性 を 目 標 として 改 良 を 試 行 している 段 階 にある また 本 委 員 会 強 震 動 評 価 部 会 は 強 震 動 評 価 手 法 としての ハイブリッド 合 成 法 1 の 高 度 化 を 検 討 するとともに これを 用 いた 強 震 動 評 価 を 実 施 し ハイ ブリッド 合 成 法 の 重 要 性 優 位 性 を 継 続 的 に 提 言 している( 例 えば 地 震 調 査 委 員 会 強 震 動 評 価 部 会, a ; b 3 ) そのような 状 況 の 中 で 平 成 17 年 ( 年 )3 月 日 に 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 (M7.)が 発 生 し K-NET および KiK-net 観 測 網 気 象 庁 および 自 治 体 震 度 計 観 測 網 などにより 貴 重 な 強 震 記 録 が 数 多 く 得 られた そこで 活 断 層 で 発 生 する 地 震 の 強 震 動 予 測 手 法 の 妥 当 性 を 検 証 するため 震 源 断 層 を 特 定 した 地 震 の 強 震 動 予 測 手 法 ( レシピ ) ( 以 下 レシピ という)を 用 いて 得 られた 理 論 波 形 と 観 測 波 形 との 比 較 を 行 い 概 ね 説 明 できることを 確 認 した さらに レシピ に 関 わる 事 項 として すべり 速 度 時 間 関 数 および 破 壊 伝 播 速 度 の 変 化 による 予 測 結 果 波 形 インバージョンに 基 づく 震 源 破 壊 過 程 の 結 果 を 用 いた 計 算 アスペリティ 内 の ライズタイム( 破 壊 の 立 ち 上 がり 時 間 )の 違 いによる 計 算 の 検 討 を 行 い これらに 現 れる 結 果 の 傾 向 をまとめた これらの 結 果 は 中 間 報 告 として 公 表 している 今 回 は 深 い 地 盤 構 造 モデルおよび 浅 い 地 盤 構 造 モデルを 高 精 度 化 して 強 震 動 予 測 手 法 の 再 評 価 を 行 うとともに ハイブリッド 合 成 法 を 用 いた 場 合 の 震 度 算 出 方 法 の 検 討 を 行 った さらに 浅 い 地 盤 構 造 モデルを 用 いて 地 盤 応 答 計 算 による 検 討 も 行 ったので この 結 果 についても 報 告 する また 強 震 動 の 予 測 手 法 の 標 準 化 高 度 化 を 目 指 し 強 震 動 評 価 に 用 いた 予 測 手 法 を 最 新 の レシピ として 添 付 してきたが 本 報 告 では 中 間 報 告 時 の 検 討 も 踏 まえ レシピ の 更 新 も 併 せて 行 った 1 震 源 破 壊 過 程 や 地 下 構 造 の 性 質 を 詳 細 にモデル 化 し 地 震 動 の 時 刻 歴 波 形 を 計 算 する 地 震 動 評 価 手 法 これまでは 詳 細 法 としていたが より 明 確 な 呼 称 に 改 めた 地 震 調 査 委 員 会 強 震 動 評 価 部 会 (a): 糸 魚 川 - 静 岡 構 造 線 断 層 帯 ( 北 部 中 部 )の 地 震 を 想 定 し た 強 震 動 評 価 について( 平 成 1 年 1 月 31 日 公 表 ) 3 地 震 調 査 委 員 会 強 震 動 評 価 部 会 (b): 鳥 取 県 西 部 地 震 の 観 測 記 録 を 利 用 した 強 震 動 評 価 手 法 の 検 証 ( 平 成 1 年 1 月 31 日 公 表 ) 強 震 動 評 価 において 震 源 特 性 地 下 構 造 モデル 強 震 動 計 算 方 法 予 測 結 果 の 検 証 の 手 法 や 設 定 にあたっての 考 え 方 をまとめたものをここでは レシピ と 呼 ぶ 地 震 調 査 委 員 会 強 震 動 評 価 部 会 (7): 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 に 基 づく 強 震 動 評 価 手 法 の 検 証 について( 中 間 報 告 )( 平 成 19 年 3 月 19 日 公 表 ) i

2 本 文 と 説 明 表 1 強 震 動 評 価 手 法 の 検 証 において 用 いた 特 性 化 震 源 モデル( 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 ) 図 1 計 算 領 域 と 断 層 面 位 置 表 深 い 地 盤 構 造 の 物 性 値 表 3 地 震 基 盤 以 深 の 地 殻 構 造 の 物 性 値 図 深 い 地 盤 構 造 の. 次 モデルのチェックに 用 いた 地 震 の 震 源 と 観 測 点 位 置 図 3-1 観 測 速 度 波 形 と 差 分 法 による 計 算 波 形 との 比 較 (3 年 月 1 日 の 鹿 児 島 県 北 部 の 地 震 :FKOH7 大 刀 洗 ) 図 3- 観 測 速 度 波 形 と 差 分 法 による 計 算 波 形 との 比 較 ( 年 月 日 の 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 :FKO1 柳 川 ) 図 3-3 観 測 速 度 波 形 と 差 分 法 による 計 算 波 形 との 比 較 ( 年 月 日 の 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 :SAG7 佐 賀 ) 図 3- 観 測 速 度 波 形 と 差 分 法 による 計 算 波 形 との 比 較 ( 年 月 3 日 の 八 代 西 方 の 地 震 :FKO1 柳 川 ) 図 3- 観 測 速 度 波 形 と 差 分 法 による 計 算 波 形 との 比 較 (7 年 月 日 の 別 府 の 地 震 :FKO 添 田 ) 図 -1 深 い 地 盤 構 造 の. 次 モデルと 1 次 モデルの 比 較 ( 第 層 ~ 第 層 上 面 深 度 ) 図 - 深 い 地 盤 構 造 の. 次 モデルと 1 次 モデルの 比 較 ( 第 層 ~ 第 層 上 面 深 度 ) 表 新 旧 の 微 地 形 区 分 データと 経 験 式 の 対 応 図 浅 い 地 盤 構 造 モデル( 最 大 速 度 増 幅 率 )の 比 較 図 約 1km メッシュの 工 学 的 基 盤 上 面 での 波 形 の 約 m メッシュの 表 層 地 盤 への 展 開 イメージ 図 7 要 素 断 層 の 小 断 層 の 大 きさの 違 いによるフーリエ 変 位 スペクトルの 違 い の 例 図 中 間 報 告 および 要 素 断 層 の 大 きさの 違 いによる 地 震 動 計 算 結 果 の 比 較 ( 工 学 的 基 盤 (V s = m/s) 上 面 の 最 大 速 度 分 布 ) 図 9 現 行 の 評 価 法 ( 経 験 式 )より 得 られる 震 度 増 分 (ΔI)と AVS3 の 関 係 図 1 中 間 報 告 と 本 検 討 における 地 震 動 計 算 結 果 の 比 較 ( 地 表 の 最 大 速 度 分 布 ) 図 11 中 間 報 告 と 本 検 討 における 地 震 動 計 算 結 果 の 比 較 ( 地 表 の 計 測 震 度 分 布 ) 図 1 中 間 報 告 と 本 検 討 における 観 測 値 と 地 震 動 計 算 結 果 との 比 較 (その 1) ( 地 表 の 最 大 速 度 ) ii

3 図 13 中 間 報 告 と 本 検 討 における 観 測 値 と 地 震 動 計 算 結 果 との 比 較 (その ) ( 地 表 の 最 大 速 度 ) 図 1 中 間 報 告 と 本 検 討 における 観 測 値 と 地 震 動 計 算 結 果 との 比 較 (その 1) ( 地 表 の 計 測 震 度 ) 図 1 中 間 報 告 と 本 検 討 における 観 測 値 と 地 震 動 計 算 結 果 との 比 較 (その ) ( 地 表 の 計 測 震 度 ) 図 1-1 速 度 波 形 および 擬 似 速 度 応 答 スペクトル( 減 衰 %)の 比 較 (その 1) 図 1- 速 度 波 形 および 擬 似 速 度 応 答 スペクトル( 減 衰 %)の 比 較 (その ) 図 1-3 速 度 波 形 および 擬 似 速 度 応 答 スペクトル( 減 衰 %)の 比 較 (その 3) 図 1- 速 度 波 形 および 擬 似 速 度 応 答 スペクトル( 減 衰 %)の 比 較 (その ) 図 17-1 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 による 地 表 の 震 度 分 布 の 手 法 比 較 (ケー ス 1 ) 図 17- 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 による 地 表 の 震 度 分 布 の 手 法 比 較 (ケー ス 3 ) 図 1 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 に 基 づいた 新 たな 震 度 算 出 方 法 の 適 用 結 果 図 19-1 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 と 観 測 記 録 の 比 較 ( 地 表 の 計 測 震 度 そ の 1) 図 19- 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 と 観 測 記 録 の 比 較 ( 地 表 の 計 測 震 度 そ の ) 図 浅 い 地 盤 構 造 モデルの 作 成 の 流 れ 図 1 ボーリングデータによる 速 度 構 造 モデルの 作 成 範 囲 とボーリングの 掘 進 深 度 図 ボーリングごとの N 値 上 面 深 度 図 3 約 m メッシュごとの N 値 上 面 深 度 図 浅 い 地 盤 の 速 度 構 造 モデルと 地 形 区 分 等 による 地 盤 モデル 図 -1 浅 い 地 盤 構 造 モデルによる 代 表 的 な 断 面 の 例 (A-A 断 面 - 断 面 ) 図 - 浅 い 地 盤 構 造 モデルによる 代 表 的 な 断 面 の 例 (C-C 断 面 D-D 断 面 ) 図 等 価 線 形 法 による 応 答 計 算 の 流 れ 表 土 質 区 分 と 単 位 体 積 重 量 図 7-1 土 質 区 分 ごとの G/G ~γ 曲 線 図 7- 土 質 区 分 ごとの h~γ 曲 線 図 各 種 手 法 による 地 表 の 最 大 速 度 分 布 図 9 各 種 手 法 による 工 学 的 基 盤 上 面 からの 最 大 速 度 増 幅 率 分 布 図 3 各 種 手 法 による 地 表 の 震 度 分 布 図 31 各 種 手 法 による 工 学 的 基 盤 上 面 からの 震 度 増 分 の 分 布 iii

4 図 3-1 波 形 スペクトル 比 の 比 較 を 行 う 警 固 断 層 ( 破 線 )を 横 切 る 線 上 の 地 点 位 置 図 3- 軟 弱 地 盤 における 波 形 スペクトル 比 の 比 較 を 行 う 地 点 図 33-1 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 による 警 固 断 層 を 横 切 る 線 上 の 地 点 に おける 速 度 波 形 および 地 表 / 工 学 的 基 盤 上 面 のフーリエスペクトル 比 図 33- 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 に 関 する 応 答 計 算 結 果 による 埋 め 立 て 地 の 軟 弱 地 盤 における 速 度 波 形 および 地 表 / 工 学 的 基 盤 上 面 のフーリエス ペクトル 比 図 3 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 と 計 算 結 果 との 比 較 ( 地 表 最 大 速 度 の 比 ) 図 3 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 と 計 算 結 果 との 比 較 ( 計 測 震 度 の 差 ) 図 3-1 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 と 計 算 結 果 との 比 較 図 3- 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 と 計 算 結 果 との 比 較 図 3-3 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 と 計 算 結 果 との 比 較 図 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 の 例 (ケース 1) 図 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 の 例 (ケース 1) 図 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 の 例 (ケース ) 図 37-- 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 の 例 (ケース ) 図 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 の 例 (ケース 3) 図 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 の 例 (ケース 3) 図 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 の 例 (ケース ) 図 37-- 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 の 例 (ケース ) 図 37- 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 ( 海 の 中 道 ) 図 37- 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 ( 百 道 浜 ) iv

5 平 成 年 月 11 日 地 震 調 査 研 究 推 進 本 部 地 震 調 査 委 員 会 強 震 動 評 価 部 会 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 に 基 づく 強 震 動 評 価 手 法 の 検 証 地 震 調 査 委 員 会 強 震 動 評 価 部 会 (7)は 震 源 断 層 を 特 定 した 地 震 の 強 震 動 予 測 手 法 ( レシピ ) ( 以 下 レシピ という)の 検 証 のため 平 成 17 年 ( 年 )3 月 日 に 発 生 した 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 (M7.)の 理 論 的 に 計 算 された 強 震 波 形 を 実 際 に 得 られた 観 測 記 録 と 比 較 することによって レシピ における 適 用 性 やその 改 良 すべき 点 について 検 討 した( 以 下 中 間 報 告 という) この 中 間 報 告 では 現 在 の レシピ によって 観 測 記 録 がおおむね 再 現 可 能 である ことが 確 認 された また 破 壊 伝 播 速 度 が 震 源 断 層 モデルを 特 性 化 する 上 で 大 きな 影 響 を 与 えることが 分 かった しかし レシピ に 基 づいた 強 震 動 計 算 において 福 岡 平 野 や 筑 紫 平 野 などでは 周 期 1~ 秒 付 近 に 見 られる 卓 越 周 期 の 振 動 性 状 を 十 分 に 説 明 できていないことが 課 題 として 挙 げられた これは 地 下 構 造 モデルの 再 構 築 が 必 要 であることを 示 唆 するものであった また 福 岡 市 の 中 心 市 街 地 では 震 源 距 離 がほぼ 等 しい 観 測 点 間 でも 観 測 された 最 大 速 度 値 に 大 きな 差 が 生 じており 約 1km メッシュでは 表 現 しきれていない 表 層 の 増 幅 をよりきめ 細 かく 評 価 すること が 必 要 となった 以 上 の 課 題 を 踏 まえ 観 測 記 録 の 再 現 を 主 眼 に 地 下 構 造 モデルを 再 構 築 し この モデルを 用 いての 強 震 動 予 測 の 再 計 算 を 行 って レシピ における 適 用 性 やその 改 良 点 について 検 討 した 1. 検 証 の 概 要 特 性 化 震 源 モデルおよび 強 震 動 評 価 手 法 の 検 証 では 基 本 的 に 中 間 報 告 と 同 様 な 流 れをとった 地 下 構 造 モデルについて まず 深 い 地 盤 構 造 ではレシピに 従 い 三 次 元 差 分 法 に よる 計 算 波 形 と 観 測 記 録 を 比 較 して 1 次 地 下 構 造 モデル 1 を 構 築 した 浅 い 地 盤 構 造 では 中 間 報 告 で 用 いた 1km メッシュとは 異 なり 約 m メッシュ の 地 形 地 盤 分 類 メッシュマップを 用 い 最 大 速 度 の 増 幅 率 を 求 めた これらの 地 下 構 造 モデルを 用 いて ハイブリッド 合 成 法 による 強 震 動 計 算 を 行 った ここで 中 間 報 告 では 震 源 断 層 の 要 素 断 層 の 大 きさを 1km 四 方 としていた ものから km 四 方 にしたもので 算 出 した さらに ハイブリッド 合 成 法 による 震 度 算 出 方 法 について 工 学 的 基 盤 上 面 1 1 次 地 下 構 造 モデルは 物 理 探 査 結 果 や 地 質 資 料 等 によって 構 築 した 深 い 地 盤 構 造 モデル( 次 モデル)に 対 して 地 震 観 測 点 において 計 算 によるスペクトル 比 と 観 測 記 録 によるスペクトル 比 を 比 較 して 修 正 した 深 い 地 震 構 造 モデル(. 次 モデル)を 作 成 し さらに. 次 モデルを 用 いて 三 次 元 差 分 法 による 計 算 波 形 と 観 測 記 録 およびスペクトル 比 等 と 比 較 して 修 正 したモデルのことを いう ここで 設 定 した m メッシュは 辺 の 長 さが 基 準 地 域 メッシュ( 約 1km 約 1km)の 辺 の 長 さ の 分 の 1 の 長 さとなる 分 の 1 地 域 メッシュ として 設 定 したものである 1

6 から 地 表 における 震 度 を 推 定 するための 手 法 の 検 討 を 行 い この 手 法 を レシピ へ 導 入 した それぞれの 評 価 結 果 の 検 証 は 観 測 記 録 との 比 較 により 行 った 用 いた 指 標 は 最 大 速 度 計 測 震 度 時 刻 歴 波 形 および 応 答 スペクトルである 以 上 の 結 果 を 基 に 現 行 の レシピ における 課 題 について 検 討 した なお 福 岡 市 の 中 心 市 街 地 においては ボーリングデータが 比 較 的 多 く 得 られて いたため これらを 用 いた 一 次 元 地 下 構 造 モデルを 約 m メッシュごとに 作 成 し 強 震 波 形 を 計 算 して 観 測 波 形 との 比 較 を 行 った. 想 定 する 震 源 断 層 中 間 報 告 と 同 じ 震 源 モデルを 用 いた すなわち レシピによる 特 性 化 震 源 モ デルを 基 本 として 波 形 インバージョンに 基 づく 震 源 破 壊 過 程 の 結 果 を 参 考 に 以 下 の ケースを 特 性 化 震 源 モデルとして 与 えた 設 定 した 震 源 モデルのパラメータは 表 1 に 示 す 通 り 巨 視 的 震 源 モデルは ケースとも 同 じである ケース 1:Kobayashi et al. () に 基 づく 特 性 化 震 源 モデル ケース :Asano and Iwata () に 基 づく 特 性 化 震 源 モデル ケース 3:Sekiguchi et al. () に 基 づく 特 性 化 震 源 モデル ケース : レシピ に 基 づく 特 性 化 震 源 モデル 3. 用 いた 地 下 構 造 基 本 的 には 九 州 全 域 の 1 次 地 下 構 造 モデルの 構 築 を 行 い 本 検 討 において 想 定 す る 震 源 断 層 を 含 む 強 震 動 評 価 を 行 う 範 囲 の 地 下 構 造 モデルを 抽 出 して 強 震 動 計 算 に 用 いた 今 回 以 下 の 点 を 新 たに 検 討 した a) 深 い 地 盤 構 造 についてはレシピに 従 い 三 次 元 差 分 法 による 計 算 波 形 と 観 測 記 録 を 比 較 して 1 次 地 下 構 造 モデルの 構 築 を 行 う b) 浅 い 地 盤 構 造 については 約 m メッシュによる 地 形 地 盤 分 類 メッシュ マップを 用 い 最 大 速 度 の 増 幅 率 を 求 める c) 福 岡 市 の 中 心 市 街 地 については ボーリングデータを 用 いた 一 次 元 地 下 構 造 モデルを 約 m メッシュごとに 作 成 する 3.1 計 算 対 象 領 域 中 間 報 告 と 同 様 に 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 本 震 において 震 度 強 が 観 測 され た 地 点 を 包 含 する 以 下 の 点 で 囲 まれる 矩 形 内 ( 図 1 参 照 )を 対 象 領 域 とした 北 西 端 : 北 緯 東 経 北 東 端 : 北 緯 東 経

7 南 西 端 : 北 緯 東 経 南 東 端 : 北 緯 東 経 深 い 地 盤 構 造 について 中 間 報 告 において 九 州 全 域 の 各 種 物 理 探 査 結 果 ボーリング 調 査 および 物 理 検 層 結 果 地 形 地 質 解 釈 資 料 等 の 資 料 収 集 整 理 を 行 い 深 い 地 盤 構 造 の 次 モデルを 作 成 した( 図 -1, - の 左 図 参 照 ) 深 い 地 盤 構 造 の 物 性 値 を 表 に 示 し 地 震 基 盤 以 深 の 地 殻 構 造 の 物 性 値 を 表 3 に 示 す 中 間 報 告 では 観 測 地 点 の 一 次 元 地 下 構 造 モデルを 用 いて レイリー 波 の 水 平 成 分 のスペクトルと 上 下 成 分 のスペクトル 比 (H/V スペクトル 比 )の 計 算 値 と 観 測 値 の H/V スペクトル 比 を 比 較 し 観 測 値 を 説 明 できるように 深 い 地 盤 構 造 モデル の 修 正 を 行 って. 次 モデルを 作 成 した 今 回 は この. 次 モデルを 使 って 三 次 元 差 分 法 により 地 震 動 計 算 を 行 い 計 算 波 形 の H/V スペクトル 比 と 観 測 記 録 の H/V ス ペクトル 比 を 比 較 することによって 1 次 地 下 構 造 モデルを 構 築 した 修 正 作 業 の 手 順 は 以 下 の 通 りである 1 初 期 の. 次 モデルを 用 いて 計 算 されたレイリー 波 の H/V スペクトル 比 と 観 測 記 録 による 水 平 動 成 分 と 上 下 成 分 の H/V スペクトル 比 を 比 較 し 深 い 地 盤 構 造 モデルの 修 正 が 必 要 な 観 測 地 点 を 抽 出 する 代 表 的 な 地 震 について 工 学 的 基 盤 上 面 までの. 次 モデルを 用 いた 三 次 元 差 分 法 による 計 算 を 行 い 計 算 波 形 と 観 測 記 録 の 形 状 およびスペクトル 形 状 を 比 較 する 3 モデル 修 正 が 必 要 な 各 観 測 地 点 について 波 形 形 状 および H/V スペクトル 比 を 説 明 できるように 速 度 構 造 の 修 正 を 行 う 各 観 測 地 点 での 修 正 結 果 を 用 いて 地 質 構 造 による 補 完 などにより 周 辺 地 域 への 調 整 を 行 う 上 記 からの 作 業 を 九 州 地 域 全 体 について 行 い 深 い 地 盤 構 造 の1 次 モデル を 構 築 する 構 築 した 1 次 モデルを 用 いて 再 度 代 表 的 な 地 震 について 三 次 元 差 分 法 による 計 算 を 行 い 地 盤 構 造 モデルの 説 明 性 を 確 認 する 図 に 深 い 地 盤 構 造 の 1 次 モデルに 用 いた 地 震 の 震 源 と 観 測 点 位 置 を 示 す 図 3-1 ~ 図 3- には 九 州 北 部 の 代 表 的 な 観 測 点 における 観 測 記 録 と 三 次 元 差 分 法 による 計 算 波 形 との 比 較 および. 次 モデルと 1 次 モデルの 比 較 を 示 す 以 上 の 検 討 の 結 果 最 終 的 には 深 い 地 盤 構 造 の 1 次 モデルは 図 -1 - に 示 す 通 りとなった なお 同 図 には 左 図 に 旧 モデル 中 図 に 新 モデル 右 図 にこれ らの 深 さの 差 を 示 している 3

8 3.3 浅 い 地 盤 構 造 について 浅 い 地 盤 構 造 は 今 までの 強 震 動 評 価 で 用 いられていた 面 的 な 評 価 によるモデ ル 化 を 行 った 中 間 報 告 では 約 1km メッシュの 国 土 数 値 情 報 を 利 用 した 手 法 ( 松 岡 翠 川 (199)および 藤 本 翠 川 (3))による 最 大 速 度 の 増 幅 率 を 用 いた この 後 日 本 全 国 を 統 一 した 地 形 地 盤 分 類 メッシュマップの 構 築 や 経 験 式 の 更 新 がなされたこと により 今 回 は 新 たな 微 地 形 データと 経 験 式 を 用 いることにした 表 に 新 旧 の 微 地 形 区 分 と 経 験 式 の 対 応 を 示 す 図 に 現 行 の 方 法 と 新 規 の 方 法 ( 約 m メッシュ)の 最 大 速 度 増 幅 率 を 示 す. 強 震 動 評 価 手 法 工 学 的 基 盤 上 面 位 置 での 強 震 動 計 算 は 短 周 期 領 域 に 統 計 的 グリーン 関 数 法 長 周 期 領 域 に 理 論 的 手 法 である 三 次 元 差 分 法 を 用 い 両 者 を 合 成 する ハイブリッド 合 成 法 により 行 った なお ハイブリッド 合 成 法 における 接 続 周 期 は 1 秒 で ある.1 新 しい 計 測 震 度 換 算 式 工 学 的 基 盤 上 面 から 地 表 への 換 算 は 工 学 的 基 盤 上 面 における 最 大 速 度 の 値 に 前 述 の 最 大 速 度 の 増 幅 率 を 乗 じることにより 地 表 の 最 大 速 度 を 算 出 した また 計 測 震 度 は 下 記 に 示 す 藤 本 翠 川 ()による 最 大 速 度 と 計 測 震 度 の 経 験 的 関 係 式 よ り 求 めることとした なお ここでは 計 測 震 度 弱 以 上 になる 地 点 に 主 眼 を 置 いて いるため 便 宜 的 に 計 測 震 度 3 以 下 についても 下 記 の 式 を 用 いて 算 出 した ( PGV ).13 { log( PGV )} ( I ) I =. +.3 log ただし I は 計 測 震 度 PGV は 最 大 速 度 ( 単 位 cm/s). 工 学 的 基 盤 上 面 での 波 形 の 1km メッシュから m メッシュへの 展 開 工 学 的 基 盤 上 面 の 波 形 は 約 1km(3 次 )メッシュの 中 心 点 について 計 算 を 行 う 新 たな 浅 い 地 盤 モデルは 約 m メッシュでモデル 化 されているが 一 つの 3 次 メ ッシュ 中 に 含 まれる 1 個 の m メッシュに 対 して すべて 同 じ 入 力 波 形 を 与 えて 1 個 のメッシュそれぞれの 増 幅 率 を 考 慮 して 地 表 の 最 大 速 度 および 計 測 震 度 を 求 め ることとした 図 に 約 1km メッシュの 工 学 的 基 盤 上 面 での 波 形 を 約 m メッシ ュの 表 層 地 盤 へ 展 開 したイメージを 示 す.3 統 計 的 グリーン 関 数 法 の 計 算 に 用 いる 要 素 断 層 の 大 きさについて

9 中 間 報 告 において 計 算 波 形 で 見 られた 周 期. 秒 ~1 秒 のスペクトルの 落 ち 込 みが 指 摘 され ここでは 統 計 的 グリーン 関 数 法 の 要 素 断 層 の 大 きさを 変 えること で 対 処 することとした 統 計 的 グリーン 関 数 法 では 要 素 断 層 に 用 いる 地 震 と 本 震 の 規 模 が 大 きく 異 なる 場 合 には 特 定 の 周 期 に 落 ち 込 みが 出 ることが 指 摘 されている レシピ におい て 地 震 動 の 長 周 期 成 分 と 短 周 期 成 分 の 波 形 計 算 に 当 たり 震 源 モデルを 統 一 的 に 扱 うために 要 素 断 層 の 大 きさを 一 様 にし 破 壊 伝 播 速 度 を 一 定 としている このよ うな 場 合 には 短 周 期 成 分 が 平 滑 化 される 傾 向 にあるが 要 素 断 層 の 大 きさを 適 切 に 選 択 することで 見 かけ 上 特 定 周 期 の 落 ち 込 みが 改 善 される これらのことから 中 間 報 告 におけるスペクトルの 落 ち 込 みを 改 善 するため 統 計 的 グリーン 関 数 法 の 計 算 で 用 いる 要 素 断 層 の 大 きさを 1km 四 方 から km 四 方 に 変 更 した 場 合 につい て 計 算 を 行 った このとき 断 層 端 からそれぞれ km 7km と 設 定 されていたケー ス の 個 のアスペリティについては その 位 置 を 1km 北 西 側 に 移 動 させた その 他 の 条 件 については 中 間 報 告 と 同 じとした 図 7 に 要 素 断 層 の 大 きさの 違 いによるスペクトルの 違 いの 例 を 示 す 要 素 断 層 が 1km 四 方 の 時 に 見 られた.Hz ~ 3Hz のスペクトルの 落 ち 込 みは 要 素 断 層 を km 四 方 にすると 1Hz~3Hz のスペクトルの 落 ち 込 みが 小 さくなっている これは 入 倉 (199)などで 指 摘 されている 多 数 の 小 地 震 による 重 ね 合 わせを 行 った 場 合 に 中 間 周 期 帯 でスペクトルの 落 ち 込 みが 生 じるという 問 題 が 要 素 断 層 の 大 きさを 1km 四 方 とした 計 算 において 現 れていたことを 示 唆 している 図 に 中 間 報 告 および 要 素 断 層 の 大 きさの 違 いによる 地 震 動 計 算 結 果 の 比 較 を 示 す 左 列 と 中 列 の 違 いは 中 間 報 告 との 深 い 地 盤 構 造 モデルの 違 いによるものである 統 計 的 グリーン 関 数 法 において 要 素 断 層 を km 四 方 とした 場 合 ( 右 列 ) スペクト ルの 落 ち 込 みが 改 善 したことから 最 大 速 度 が 全 体 的 にやや 大 きめとなっている. ハイブリッド 合 成 法 による 震 度 算 出 方 法 について 周 期 秒 以 上 の 地 震 動 が 卓 越 するような 場 合 工 学 的 基 盤 上 面 の 最 大 速 度 から 最 大 速 度 増 幅 率 および 最 大 速 度 と 計 測 震 度 の 経 験 式 を 用 いて 地 表 の 計 測 震 度 を 求 める と 過 大 評 価 となる 傾 向 がある これは 計 測 震 度 が 主 に 周 期.1~ 秒 の 波 から 計 算 され 長 周 期 成 分 がフィルターにより 落 とされる( 気 象 庁 告 示 ; 気 象 庁, 199)こと による この 計 算 ではその 効 果 がうまく 入 っていないことが 原 因 と 考 えられる そ こで この 点 を 改 善 するための 震 度 算 出 手 法 について 検 討 を 行 った ハイブリッド 合 成 法 により 計 算 される 工 学 的 基 盤 上 面 の 波 形 をもとに 気 象 庁 (199)に 従 って 計 測 震 度 を 算 出 することにより 計 算 された 波 形 の 卓 越 周 期 等 が 加 味 された 震 度 が 求 められることが 期 待 される ただし 地 表 の 震 度 を 求 めるため には 浅 い 地 盤 構 造 による 震 度 増 分 が 必 要 となる 経 験 的 に 震 度 増 分 を 求 める 手 法 として 次 の 二 通 りが 考 えられる

10 1 工 学 的 基 盤 上 面 の 波 形 に 対 して 評 価 地 点 における 最 大 速 度 増 幅 率 を 掛 け 合 わせた 波 形 を 地 表 の 波 形 とみなし この 波 形 より 気 象 庁 (199)に 従 って 震 度 を 求 める 工 学 的 基 盤 上 面 の 波 形 から 気 象 庁 (199)に 従 って 算 出 した 工 学 的 基 盤 上 面 震 度 に 対 して 最 大 速 度 増 幅 率 および 最 大 速 度 と 計 測 震 度 の 経 験 的 関 係 式 より 求 められる 震 度 増 分 を 加 える 1については 3 年 十 勝 沖 地 震 を 対 象 とした 同 様 の 検 討 ( 森 川 他, 7)で 施 行 されている 手 法 であるが この 場 合 計 測 震 度 (I)を 算 出 するための 式 I = log a +.9 (1) (ただし a は 継 続 時 間 が.3 秒 となるフィルター 処 理 済 み 波 形 の 最 大 振 幅 )より 工 学 的 基 盤 上 面 震 度 に 対 して 震 度 増 分 (ΔI) Δ I = log( amp) () を 加 えることに 相 当 する(ただし amp は 最 大 速 度 増 幅 率 ) 一 方 の 震 度 増 分 は 最 大 速 度 (PGV; 単 位 cm/s)と 計 測 震 度 の 関 係 式 { log( )} I =. +.3 log( PGV ).13 PGV (3) ( 藤 本 翠 川, )から { log( amp) } b Δ I =.3 log( amp).13. log( PGV ) log( amp) () と 表 される(ただし PGV b は 工 学 的 基 盤 上 面 の 最 大 速 度 ( 単 位 cm/s)) 以 上 に 関 して 最 大 速 度 増 幅 率 と 表 層 3m の 平 均 S 波 速 度 (AVS3; 単 位 m/s) の 関 係 式 ( 藤 本 翠 川, ) log( amp) =.37. log( AVS3) () より 求 められる 震 度 増 分 と AVS3 の 関 係 を 図 9 に 示 す 工 学 的 基 盤 上 面 における 最 大 速 度 が 1~cm/s 程 度 の 場 合 には 手 法 1 手 法 ともほとんど 同 じ 増 分 となって いるが 工 学 的 基 盤 上 面 における 最 大 速 度 が 大 きい 場 合 手 法 では 軟 弱 地 盤 (AVS3 が 小 さい)で 増 分 が 低 減 しており 両 者 に 違 いが 見 られる. 強 震 動 予 測 結 果 とその 検 証.1 強 震 動 予 測 結 果 浅 い 地 盤 の 最 大 速 度 の 増 幅 率 および 最 大 速 度 と 計 測 震 度 の 経 験 式 について 表 の1に 示 す 旧 手 法 とに 示 す 新 手 法 の 新 旧 二 通 りの 方 法 によって 求 めた 地 表 での 最 大 速 度 分 布 および 計 測 震 度 分 布 を 図 1 および 図 11 に 中 間 報 告 での 結 果 も 併 せて それぞれ 示 す

11 . 観 測 記 録 との 比 較 1) 最 大 速 度 と 計 測 震 度 面 的 な 浅 部 地 盤 の 増 幅 特 性 を 評 価 する 場 合 微 地 形 データから 表 層 3m までの 平 均 S 波 速 度 AVS3 を 設 定 し これより 増 幅 率 に 変 換 したものを 工 学 的 基 盤 上 面 の 最 大 速 度 にかけて 地 表 の 最 大 速 度 を 算 出 し さらに 計 測 震 度 に 換 算 する 最 大 速 度 計 測 震 度 の 観 測 値 との 比 較 を 図 1 ~ 図 1 に 示 す なお ここでは 今 回 の 計 算 結 果 として 統 計 的 グリーン 関 数 法 の 計 算 における 要 素 断 層 の 大 きさを km 四 方 とした 場 合 のみを 採 用 し 観 測 点 が 含 まれるメッシュについて 計 算 結 果 を 示 している 従 来 の 手 法 によって 求 められた 値 は 中 間 報 告 と 比 べて 同 程 度 か 若 干 大 きくなってい る これは 工 学 的 基 盤 上 面 における 最 大 速 度 分 布 ( 図 )と 同 様 統 計 的 グリー ン 関 数 法 の 計 算 において 要 素 断 層 の 大 きさを km 四 方 として 1km 四 方 の 時 に 観 測 よ り 落 ち 込 んでいた 周 波 数 1Hz~3Hz の 特 性 を 観 測 記 録 と 同 程 度 とした 影 響 と 考 えら れる 一 方 新 しい 手 法 によって 求 められた 値 は 特 に 大 きな 最 大 速 度 震 度 が 観 測 された 平 野 部 で 大 きめとなっている これは 最 大 速 度 の 増 幅 率 が 平 野 部 の 軟 弱 な 地 域 で 大 きくなったことによると 考 えられる( 図 参 照 ) ) 工 学 的 基 盤 上 面 における ハイブリッド 合 成 法 による 計 算 波 形 と 観 測 記 録 との 比 較 ハイブリッド 合 成 法 による 工 学 的 基 盤 上 面 の 計 算 波 形 について 観 測 記 録 お よび 中 間 報 告 での 計 算 波 形 との 比 較 を 図 1 に 示 す 計 算 波 形 については 観 測 点 を 含 むメッシュにおけるものであり 観 測 記 録 については 中 間 報 告 と 同 様 に PS 検 層 によって V s =m/s 以 上 の 層 までの 速 度 構 造 が 既 知 である 観 測 点 については 一 次 元 重 複 反 射 理 論 による 伝 達 関 数 を 計 算 し それを 除 すことによって 工 学 的 基 盤 上 面 相 当 の 波 形 を 求 めている( 図 1- の 灰 色 線 ) 深 い 地 盤 構 造 モデルにおいて 大 きな 変 化 がない 地 点 では 今 回 の 計 算 波 形 は 中 間 報 告 とほぼ 同 じとなっている( 例 えば 福 岡 市 内 ; 図 1-1) 一 方 筑 紫 平 野 の 南 西 部 では 新 モデルにおいて 堆 積 層 が 厚 く 修 正 されている その 中 でも 特 に 第 1 層 が 厚 くなった 地 点 において 長 周 期 成 分 ( 周 期 ~ 秒 )の 卓 越 周 期 や 振 幅 が 中 間 報 告 と 比 べると 改 善 されている 様 子 が 見 られる(FKO1 SAG7; 図 1-) た だし 初 期 モデルから 厚 い 堆 積 層 が 設 定 されていた 地 域 でもあり 波 形 の 変 化 はそ れほど 顕 著 ではない そのため 第 1 層 の 厚 さにほとんど 変 化 がない 地 点 では 中 間 報 告 とほとんど 違 いが 見 られない(J93; 図 1-) 筑 紫 平 野 の 北 東 部 ( 筑 後 川 中 流 域 )に 関 しても 新 モデルにおいて 堆 積 層 がさらに 厚 く 修 正 されたことによ り 卓 越 周 期 などの 改 善 が 見 られる(J99 J99; 図 1-3) ただし 中 間 報 告 において 過 大 評 価 となっていた 地 点 については 改 善 の 傾 向 は 見 られない (J9; 図 1-3) 一 方 中 間 報 告 の 計 算 波 形 において 周 期.3 秒 付 近 で 過 大 な 増 幅 が 見 られていた 背 振 (せふり) 山 地 付 近 の 地 点 では 今 回 の 計 算 結 果 において 顕 著 な 改 善 が 見 られる(SAG3 SAG; 図 1-) これは 比 較 的 薄 かった 堆 7

12 積 層 の 厚 さが 新 モデルにおいてさらに 薄 く 修 正 されたことによるものと 考 えられる ただし この 周 期 帯 における 過 大 評 価 が 改 善 されていない 地 点 もある( 例 えば FKO7; 図 1-).3 新 たな 震 度 算 出 方 法 による 震 度 分 布 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 に 関 して 福 岡 市 地 域 における 等 価 線 形 法 による 応 答 計 算 結 果 による 震 度 と 今 回 提 案 した 震 度 算 出 方 法 を 適 用 して 求 められた 震 度 との 比 較 を 図 17 に 示 す 等 価 線 形 法 による 応 答 計 算 結 果 ( 章 参 照 )は 算 定 した 地 表 の 波 形 をもとに 気 象 庁 (199)に 従 った 震 度 算 出 を 行 っている なお 気 象 庁 (199)に 従 った 震 度 算 出 にあたっては 上 下 動 成 分 については 考 慮 せずに 計 測 震 度 の 計 算 を 行 った 現 行 手 法 を 用 いた 震 度 は 等 価 線 形 による 震 度 よりも 大 きくなっ ているが 1 の 両 手 法 では 等 価 線 形 による 地 表 の 波 形 より 算 出 された 震 度 との 対 応 が 良 くなっている 計 算 領 域 全 体 を 想 定 した 強 震 動 評 価 について 上 記 の 方 法 を 適 用 して 地 表 の 震 度 を 求 めた 結 果 を 図 1 に 示 す 筑 紫 平 野 南 部 で 震 度 強 の 地 域 が 狭 くなっている 観 測 値 と 比 較 した 結 果 を 図 19 に 示 す 手 法 1 による 結 果 は 全 体 として 若 干 過 大 評 価 ではあるものの 現 行 手 法 と 比 べてケース 1 で 大 幅 に 改 善 されており ケース 間 の 違 いも 小 さくなっている ハイブリッド 合 成 法 によって 計 算 された 工 学 的 基 盤 上 面 の 波 形 をもとに 最 大 速 度 に 増 幅 率 をかけて 最 大 速 度 と 計 測 震 度 の 経 験 式 より 算 出 される 計 測 震 度 の 問 題 点 に 対 し 本 検 討 で 提 案 した 気 象 庁 (199)の 計 測 震 度 算 出 法 を 用 いた 二 通 りの 方 法 によって 改 善 が 見 られ 精 度 向 上 が 確 かめられた このような 手 法 を 適 用 する ことは 震 源 や 深 い 地 盤 構 造 モデルの 情 報 を 基 に 計 算 された 波 形 を 活 かした 予 測 結 果 が 得 られるという 利 点 もある ただし 手 法 1においては 工 学 的 基 盤 上 面 の 速 度 波 形 に 速 度 増 幅 率 をかけて 地 表 波 形 を 算 出 することから 浅 い 地 盤 構 造 の 周 期 特 性 を 反 映 していない 地 表 波 形 となる したがって ハイブリッド 合 成 法 における 地 表 の 震 度 算 出 手 法 として 上 記 の 手 法 の 震 度 増 分 を 用 いることを 提 案 する. ボーリングデータに 基 づく 浅 い 地 盤 構 造 モデルによる 地 表 の 波 形 計 算 地 震 調 査 委 員 会 の 強 震 動 評 価 においては 通 常 面 的 な 浅 い 地 盤 の 増 幅 特 性 を 評 価 する 場 合 微 地 形 データから 表 層 3m までの 平 均 S 波 速 度 AVS3 を 設 定 し これ より 増 幅 率 に 変 換 したものを 工 学 的 基 盤 上 面 の 最 大 速 度 にかけて 地 表 の 最 大 速 度 を 算 出 し さらに 計 測 震 度 に 換 算 している 本 来 ならば ボーリングデータに 基 づく 浅 い 地 盤 構 造 モデルを 構 築 して 応 答 計 算 を 行 い 地 表 の 波 形 を 求 める 方 法 が 精 度 の 良 い 方 法 であるが 検 討 地 域 全 域 でのデータの 取 得 が 困 難 なこと データの 収 集 整 理 に 多 くの 労 力 を 要 することから 全 国 を 一 律 かつ 簡 便 な 方 法 で 行 うため 上 述 の 方 法 をとっている この 検 討 対 象 地 域 は 福 岡 市 の 中 心 市 街 地 およびその 周 辺 で

13 多 くのボーリングデータを 取 得 できる 環 境 にあることから ボーリングデータに 基 づいて 浅 い 地 盤 構 造 モデルを 構 築 し 応 答 計 算 を 行 って 地 表 の 波 形 を 計 算 する 方 法 を 試 行 的 に 行 った.1 ボーリングデータによるモデル 化 警 固 断 層 近 傍 地 域 の 福 岡 市 の 中 心 市 街 地 について ボーリングデータを 収 集 整 理 し そのデータを 用 いて 浅 い 地 盤 の 速 度 構 造 モデルを 作 成 した 図 に 作 業 の 流 れを 示 す 約 mメッシュ 毎 に ボーリングデータにもとづいて 地 質 区 分 と N 値 の 代 表 柱 状 モデルを 設 定 し 別 途 整 理 した N 値 と S 波 速 度 の 相 関 を 用 いて 各 層 に S 波 速 度 を 与 えて 層 構 造 を 設 定 する ボーリングデータの 存 在 しないメッシュに ついては そのメッシュの 近 傍 で ボーリングデータのある 同 じ 地 形 区 分 のメッ シュのデータをもとに 層 構 造 を 設 定 する この 際 周 辺 部 も 含 めて N 値 以 上 を 示 す 地 盤 上 面 の 深 度 コンターを 作 成 して 基 準 面 とし データのないメッシュでの N 値 以 上 を 示 す 地 盤 深 度 を 推 定 し これを 用 いて 層 厚 を 調 整 する このようにして 計 算 領 域 内 の 全 てのメッシュについて 速 度 層 構 造 を 設 定 する 図 1 にモデル 化 範 囲 とボーリング 掘 進 深 度 を 示 し 図 および 図 3 に N 値 以 上 の 層 の 上 面 深 度 分 布 を 示 す 図 にボーリングデータを 用 いた 浅 い 地 盤 の 速 度 構 造 モデルと 地 形 区 分 等 による 地 盤 モデルの 比 較 を 示 す 同 じ 地 形 区 分 においても 実 際 には N 値 以 上 の 工 学 的 基 盤 上 面 までの 深 さや 平 均 S 波 速 度 AVS3 が 異 なっ ているのがわかる これらを 基 に 作 成 した 浅 い 地 盤 構 造 モデルについて 代 表 的 な 断 面 で 表 現 したもの を 図 に 示 す これらに 図 には 警 固 断 層 南 東 部 の 位 置 を 示 しているが 警 固 断 層 を 挟 んで 西 側 と 東 側 では 工 学 的 基 盤 上 面 の 深 さが 異 なることがわかる. 計 算 方 法 応 答 計 算 は 工 学 的 基 盤 上 面 における 時 刻 歴 波 形 を 入 力 波 形 として 等 価 線 形 解 析 法 による 一 次 元 地 震 応 答 計 算 を 行 い 地 表 の 時 刻 歴 波 形 を 計 算 した 計 算 の 流 れ を 図 に 示 す また 比 較 のため 一 次 元 重 複 反 射 理 論 による 線 形 応 答 計 算 も 行 っ た 物 性 値 については S 波 速 度 は 福 岡 市 域 および 周 辺 地 域 において 収 集 した PS 検 層 のデータも 踏 まえ N 値 と S 波 速 度 の 関 係 式 ( 中 央 防 災 会 議, 3)を 用 いることに した また 密 度 および 動 的 変 形 特 性 (G/G ~γ h~γ の 関 係 )についても 上 記 資 料 で 示 されている 土 質 区 分 と 密 度 値 および 動 的 変 形 特 性 曲 線 を 用 いた これらを 表 および 図 7 に 示 す alluvium clay Vs = N. diluvium sand tertiary gravel 9

14 Vs:S 波 速 度 N:N 値 地 質 年 代 区 分 に 対 する 補 正 係 数 alluvium: 沖 積 層 に 対 する 補 正 係 数 1. diluvium: 洪 積 層 に 対 する 補 正 係 数 1.3 tertiary: 新 第 三 紀 層 に 対 する 補 正 係 数 土 質 区 分 に 対 する 補 正 係 数 clay: 粘 土 層 に 対 する 補 正 係 数 1. sand: 砂 層 に 対 する 補 正 係 数. gravel: 礫 層 に 対 する 補 正 係 数.9 ( 中 央 防 災 会 議, 3) (3) 計 算 結 果 ケースの 計 算 結 果 について 最 大 速 度 分 布 を 図 に 工 学 的 基 盤 (V s =m/s) 上 面 からの 最 大 速 度 増 幅 率 を 図 9 に 示 す それぞれ 地 形 区 分 等 および 速 度 構 造 モ デルの AVS3 を 用 いた 経 験 式 による 評 価 結 果 と 等 価 線 形 および 線 形 による 応 答 計 算 結 果 を 合 わせて 示 している ケース 1 の 応 答 計 算 による 結 果 では 最 大 速 度 がほとん ど 増 幅 していないが ケース ~ では 沿 岸 部 および 警 固 断 層 の 北 東 側 の 地 域 で 大 き く 増 幅 している ケース 1 では 最 大 速 度 が 主 に 周 期 秒 以 上 の 長 周 期 成 分 に 支 配 されており この 周 期 帯 の 地 震 動 が 浅 い 地 盤 構 造 で 増 幅 していないことが 考 えられ る 全 体 的 に 応 答 計 算 による 増 幅 率 は AVS3 による 増 幅 率 よりも 小 さい 傾 向 が 見 られる 計 測 震 度 分 布 を 図 3 に 工 学 的 基 盤 上 面 からの 震 度 増 分 の 分 布 を 図 31 に 示 す なお 図 3 では 基 準 となる 工 学 的 基 盤 上 面 の 震 度 を 工 学 的 基 盤 上 面 の 波 形 から 気 象 庁 (199) に 従 って 計 測 震 度 を 算 出 した 値 としている(ただし 上 下 動 成 分 につい ては 考 慮 しない) ケース 1 では 地 形 区 分 等 による 評 価 において 他 のケースに 比 べて 明 らかに 大 きくなっている 応 答 計 算 による 結 果 では ケース 1 が 他 より 若 干 小 さくなっているが 他 のケースはほぼ 同 じ 分 布 となっている 図 3 および 図 33 に 警 固 断 層 に 直 交 する 線 上 で 断 層 を 挟 む 地 点 におけるケース の 結 果 との 違 いと 埋 め 立 て 地 の 軟 弱 地 盤 の 地 点 における 速 度 波 形 および 工 学 的 基 盤 上 面 からの 増 幅 の 比 較 を 示 す 警 固 断 層 に 直 交 する 線 上 で 断 層 を 挟 む 地 点 のうち 堆 積 層 が 薄 い 断 層 の 南 西 側 の 地 点 では.3 秒 以 下 の 短 周 期 成 分 が 増 幅 しているのに 対 して 堆 積 層 が 厚 い 断 層 の 北 東 側 の 地 点 では 周 期 1 秒 以 下 の 比 較 的 広 帯 域 にわ たって 増 幅 している 様 子 が 見 られる 断 層 位 置 において 工 学 的 基 盤 上 面 の 深 さが 異 なっている Line-1 Line- では 断 層 を 境 界 とした 違 いが 明 瞭 である また 断 層 の 北 東 側 の 地 点 の 等 価 線 形 結 果 は 短 周 期 成 分 が 減 衰 している また 埋 め 立 て 地 の 軟 弱 地 盤 の 地 点 においては 断 層 線 上 北 東 側 の 地 点 よりも 短 周 期 成 分 の 減 衰 が 大 き 1

15 くなっている これらの 減 衰 が 生 じている 地 点 では 地 盤 の 非 線 形 応 答 が 生 じてい ることが 示 唆 される 計 算 領 域 内 において 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 ( 本 震 )の 強 震 動 記 録 が 公 開 され ている 地 点 (11 地 点 )について 観 測 記 録 と 計 算 結 果 との 比 較 を 行 った 11 地 点 ご とに 地 表 最 大 速 度 に 対 して 計 算 結 果 と 観 測 値 の 比 をとったものを 図 3 に 示 し 計 測 震 度 に 対 して 計 算 結 果 と 観 測 値 の 差 をとったものを 図 3 に 示 す これらを 見 ると 微 地 形 区 分 による 増 幅 率 をかける 方 法 ( 現 行 の 方 法 )がもっともばらつきが 大 きく ボーリングデータによる 速 度 構 造 モデルの 地 表 から 3m までの 平 均 S 波 速 度 AVS3 を 用 いた 方 法 が 次 にばらついている 等 価 線 形 法 および 線 形 法 による 応 答 計 算 の 結 果 は 他 の つの 方 法 に 比 べるとばらつきが 小 さくなっている ただし 等 価 線 形 法 と 線 形 法 の 結 果 の 違 いは 僅 かであった これは 今 回 対 象 とした 観 測 点 の 表 層 地 盤 において 非 線 形 性 が 現 れるほどの 軟 弱 な 地 盤 が 少 なかったことが 考 えられる 次 に 波 形 の 比 較 を 図 3 に 示 す ほとんどの 地 点 において 短 周 期 成 分 が 過 大 評 価 となっている ただし これらは 工 学 的 基 盤 上 面 においてすでに 過 大 評 価 である この 地 域 の 深 い 地 盤 構 造 モデルは 厚 さ 数 十 mの V s =m/s 層 が V s =1 m/s の 層 の 上 にある 構 造 となっている( 図 ) そのため 工 学 的 基 盤 上 面 の 波 形 は V s =m/s 層 によって 周 期. 秒 以 下 の 短 周 期 成 分 が 大 きく 増 幅 したものである 深 い 地 盤 構 造 モデルに 関 しては 主 に 周 期 1 秒 以 上 の 長 周 期 成 分 を 対 象 として 修 正 を 行 ってきたが 短 周 期 成 分 も 考 慮 した 修 正 が 必 要 であると 言 える 等 価 線 形 計 算 によって 求 められた 最 大 加 速 度 最 大 せん 断 ひずみ 最 大 せん 断 応 力 の 分 布 を 図 3 で 示 した 11 観 測 点 のうち 福 岡 市 内 の 7 観 測 点 について 図 37-1 ~37- に 示 す さらに 埋 め 立 て 地 の 軟 弱 地 盤 における 地 点 について 同 様 な 図 を 図 37-~37- に 示 す 前 出 の 7 観 測 地 点 においては 福 岡 市 早 良 区 で 地 表 から m の 深 さで 最 大 せん 断 ひずみが.%と 大 きくなっているが 最 大 加 速 度 の 低 下 はおき ていない 一 方 後 出 の 地 点 のうち 海 の 中 道 では 地 表 から 1m の 深 さで 最 大 せ ん 断 ひずみが.~.%となり この 深 度 より 浅 いところで 最 大 加 速 度 の 低 下 が 見 ら れる これは 非 線 形 性 が 現 れていることが 示 唆 される 以 上 のことから ボーリングデータによる 速 度 構 造 モデルを 用 いた 応 答 計 算 によ る 手 法 の 妥 当 性 が 確 認 された ただし 計 算 結 果 の 短 周 期 成 分 の 過 大 評 価 や 非 線 形 性 の 現 れる 軟 弱 地 盤 への 対 応 などが 課 題 として 挙 げられる 7. まとめ 地 震 調 査 委 員 会 強 震 動 評 価 部 会 では 平 成 19 年 3 月 19 日 に 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 に 基 づく 強 震 動 評 価 手 法 の 検 証 について( 中 間 報 告 ) を 公 表 した 強 震 動 評 価 手 法 の 検 証 について 主 に 以 下 の 結 果 が 得 られた a) 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 に 基 づいた 強 震 動 評 価 手 法 の 検 証 を 実 施 し 現 在 のレシピによって 概 ね 再 現 可 能 であることが 確 認 された 11

16 b) ハイブリッド 合 成 法 による 地 表 の 最 大 速 度 および 計 測 震 度 については いずれ の 解 析 ケースも 概 ね 観 測 値 に 対 応 する 計 算 結 果 が 得 られた さらに 個 々の 技 術 的 事 項 として 以 下 の 検 討 結 果 が 得 られた ⅰ) すべり 速 度 時 間 関 数 と 破 壊 伝 播 速 度 を 変 化 させた 場 合 すべり 速 度 時 間 関 数 の 変 化 よりも 破 壊 伝 播 速 度 の 変 化 の 方 が 影 響 が 大 きかった ( 中 間 報 告 図 19 参 照 ) ⅱ) 波 形 インバージョンに 基 づく 震 源 破 壊 過 程 の 結 果 を 直 接 用 いた 計 算 の 方 が 観 測 記 録 の 再 現 性 は 良 かった ( 中 間 報 告 図 参 照 ) ⅲ) 中 村 宮 武 ()によるすべり 速 度 時 間 関 数 の 近 似 式 を 用 いる 場 合 ライズタ イム 算 出 における 幅 の 違 いによる 計 算 波 形 の 比 較 を 行 うと 最 大 速 度 振 幅 に 違 いが 現 れることから 幅 の 取 り 扱 いに 注 意 が 必 要 である この 検 討 によって レシピ の 記 載 の 追 記 を 行 った ( 中 間 報 告 図 1 参 照 ) 中 間 報 告 で 上 記 の 成 果 が 得 られたが 次 の 課 題 もあげられた 山 地 や 台 地 などの 表 層 の 軟 弱 層 が 薄 い 地 域 では 観 測 波 形 の 再 現 性 は 良 かったが 福 岡 平 野 や 筑 紫 平 野 などの 軟 弱 層 が 厚 く 堆 積 している 地 域 では 観 測 波 形 の 再 現 性 が 必 ずしも 良 くなかった 特 に 福 岡 平 野 や 筑 紫 平 野 では 周 期 1~ 秒 付 近 の 振 動 性 状 を 十 分 に 説 明 できていなかった さらに 観 測 記 録 が 密 に 分 布 している 福 岡 市 の 中 心 市 街 地 では 観 測 点 間 での 地 震 動 に 差 が 生 じているのが 見 られ 第 四 紀 層 の 厚 さの 変 化 によるものと 考 えられたが 約 1km メッシュの 微 地 形 を 用 いた 表 層 の 増 幅 率 の 設 定 ではこれを 説 明 できなかった ここでは これらの 課 題 について 再 検 討 を 行 っ た 地 下 構 造 モデルについては 中 間 報 告 時 の 深 い 地 盤 構 造 モデル(. 次 モデル)に 対 して 三 次 元 差 分 法 による 計 算 を 行 い 計 算 波 形 と 観 測 波 形 の 比 較 によって 1 次 地 下 構 造 モデルの 構 築 を 行 った 浅 い 地 盤 構 造 モデルでは 全 国 を 統 一 した 地 形 地 盤 分 類 による 約 m メッシュデータを 用 い 新 たな 地 表 から 3m までの 平 均 S 波 速 度 AVS3 および 増 幅 率 への 経 験 式 を 用 いて 増 幅 率 の 設 定 を 行 った さらに 福 岡 市 の 中 心 市 街 地 においては ボーリングデータを 用 いた 約 m メッシュにおけ るS 波 速 度 構 造 の 地 盤 構 造 モデルの 構 築 を 行 った 観 測 点 において 擬 似 速 度 応 答 スペクトルとの 比 較 では 中 間 報 告 時 よりは 観 測 記 録 の 説 明 性 は 良 くはなっているが 一 部 では 改 善 されていない 観 測 点 があった 波 形 の 形 状 においても 短 周 期 が 観 測 波 形 よりも 卓 越 した 計 算 波 形 が 見 られる 観 測 点 や 主 要 動 は 説 明 できていても 後 続 波 形 を 説 明 できていない 観 測 点 などが 見 られた 福 岡 平 野 や 筑 紫 平 野 の 周 期 1~ 秒 付 近 の 振 動 性 状 については 深 い 地 盤 構 造 モデル の 影 響 も 考 えられるが 統 計 的 グリーン 関 数 法 の 計 算 時 の 要 素 断 層 の 大 きさによる 影 響 を 指 摘 し 改 善 を 図 った 今 後 も 中 小 地 震 による 観 測 波 形 を 用 いて 深 い 地 盤 構 造 モデルの 検 証 および 修 正 を 行 っていくことが 必 要 であり 場 合 によっては 地 下 1

17 構 造 探 査 等 を 行 って 1 次 地 下 構 造 モデルの 構 築 に 必 要 なデータの 追 加 を 行 ってい くことも 重 要 と 考 えられる これまでは 地 表 の 地 震 動 の 算 出 には 工 学 的 基 盤 上 面 の 最 大 速 度 に 増 幅 率 をか けて 地 表 の 最 大 速 度 を 求 め 経 験 式 によって 計 測 震 度 を 求 めていた 筑 紫 平 野 等 の 卓 越 周 期 が 秒 を 超 えるような 地 域 では 秒 以 上 の 周 期 が 最 大 速 度 に 影 響 し こ れによる 震 度 にも 影 響 が 出 てきて 過 大 評 価 となる このようなことから ハイブ リッド 合 成 法 によって 計 算 された 工 学 的 基 盤 上 面 の 波 形 を 気 象 庁 (199)の 計 測 震 度 の 算 出 法 により 工 学 的 基 盤 上 面 の 震 度 を 求 め 最 大 速 度 増 幅 率 および 最 大 速 度 と 計 測 震 度 の 経 験 式 より 求 められた 震 度 増 分 を 加 えて 地 表 の 計 測 震 度 を 求 める 方 法 を 提 案 した この 結 果 予 測 した 計 測 震 度 の 精 度 が 向 上 することが 確 認 され 秒 以 上 の 長 周 期 が 卓 越 するような 地 域 における 計 測 震 度 の 算 出 に 導 入 する 必 要 がある と 考 えられる 福 岡 市 の 中 心 市 街 地 において ボーリングデータに 基 づく 浅 い 地 盤 構 造 モデルを 設 定 し 時 刻 歴 波 形 による 応 答 計 算 を 行 った 微 地 形 区 分 による 増 幅 率 を 用 いた 地 表 の 地 震 動 分 布 に 比 べると 地 盤 の 違 いによる 地 震 動 分 布 の 違 いが 明 瞭 となり 観 測 記 録 をより 説 明 できる 結 果 となった また 表 層 地 盤 の 増 幅 が 入 力 地 震 動 ( 工 学 的 基 盤 上 面 )の 周 期 特 性 によって 異 なることが 確 かめられた 埋 め 立 て 地 の 軟 弱 地 盤 においては 非 線 形 応 答 が 現 れている 地 点 があり 逐 次 非 線 形 解 析 法 による 検 討 が 必 要 であることが 示 唆 された. 今 後 に 向 けて 地 震 動 の 予 測 精 度 を 向 上 させるには 中 間 報 告 で 述 べたように 観 測 記 録 の 集 積 や 地 下 構 造 モデル 波 形 インバージョンに 基 づく 震 源 破 壊 過 程 の 解 析 地 震 動 シミュ レーション 等 のさらなる 研 究 が 必 要 である 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 では K- NET および KiK-net 観 測 網 気 象 庁 および 自 治 体 震 度 計 観 測 網 などにより 貴 重 な 強 震 記 録 が 数 多 く 得 られたため レシピ の 高 度 化 に 資 する 検 討 を 行 うことが 可 能 となった しかしながら 震 源 近 傍 での 強 震 動 の 性 状 や 堆 積 層 による 地 盤 増 幅 など の 検 討 を 行 うにはまだ 不 十 分 であり 今 後 の 観 測 点 の 増 強 が 望 まれる 今 回 の 評 価 では 深 い 地 盤 構 造 モデルの1 次 モデル 化 を 行 い それを 用 いた 強 震 動 評 価 の 結 果 は 中 間 報 告 に 比 べ 平 野 部 などで 顕 著 な 改 善 が 見 られた これは 深 い 地 盤 構 造 の1 次 モデル 化 の 重 要 性 を 示 すものであり 全 国 1 次 地 下 構 造 モデル 構 築 ( 纐 纈 他, )を 一 層 推 進 する 必 要 がある また 試 算 ではあるが ボーリングデータを 用 いた 浅 い 地 盤 構 造 モデルを 設 定 し て 応 答 計 算 を 行 い 地 表 の 波 形 を 求 めた 従 来 手 法 の 微 地 形 による 速 度 増 幅 率 を 用 いた 地 表 最 大 速 度 および 計 測 震 度 に 比 べると 観 測 点 が 近 傍 であっても 推 定 される 地 震 動 の 大 きさが 大 幅 に 変 わる 地 点 があること また 周 期 特 性 の 違 いが 明 瞭 に 出 る などの 結 果 が 見 られた これらは 浅 い 地 盤 構 造 の 詳 細 なモデル 化 の 必 要 性 を 示 唆 したものであり 地 下 構 造 モデルの 構 築 に 必 要 なデータの 取 得 および 整 理 そして 13

18 モデル 化 の 方 法 の 研 究 も 大 変 重 要 であるといえる 平 成 1 年 7 月 からは 科 学 技 術 振 興 調 整 費 重 要 課 題 解 決 型 研 究 統 合 化 地 下 構 造 データベースの 構 築 のプロジ ェクトが 開 始 され 国 民 共 有 の 公 的 財 産 となることが 期 待 される 国 土 の 地 下 構 造 に 関 する 情 報 を 収 集 整 理 し 表 層 地 盤 から 深 部 に 至 る 系 統 的 網 羅 的 な 統 合 化 地 下 構 造 データベースを 構 築 する 取 り 組 みが 開 始 された( 藤 原, 7) こうしたプロジ ェクトの 今 後 の 成 果 が 期 待 される 1

19 参 考 文 献 Asano K. and T. Iwata () : Source process and near-source ground motions of the West Off Fukuoka Prefecture earthquake, Earth, Planets and Space, Vol., No. 1, 中 央 防 災 会 議 (3) : 第 1 回 東 南 海 南 海 地 震 等 に 関 する 専 門 調 査 会 参 考 資 料, 平 成 1 年 1 月 1 日. 藤 本 一 雄 翠 川 三 郎 (3) : 日 本 全 国 を 対 象 とした 国 土 数 値 情 報 に 基 づく 平 均 S 波 速 度 分 布 の 推 定, 日 本 地 震 工 学 会 論 文 集, Vol.3, No.3, 藤 本 一 雄 翠 川 三 郎 () : 近 年 の 強 震 記 録 に 基 づく 地 震 動 強 さ 指 標 による 計 測 震 度 推 定 法, 地 域 安 全 学 会 論 文 集, 7, 1-. 藤 本 一 雄 翠 川 三 郎 () : 近 接 観 測 点 ペアの 強 震 記 録 に 基 づく 地 盤 増 幅 度 と 地 盤 の 平 均 S 波 速 度 の 関 係, 日 本 地 震 工 学 会 論 文 集, Vol., No.1, 藤 原 広 行 (7) : 統 合 化 地 下 構 造 データベースの 構 築 に 向 けて, シンポジウム 統 合 化 地 下 構 造 データベースの 構 築 に 向 けて 予 稿 集, 9-. 入 倉 孝 次 郎 (199) : 震 源 のモデル 化 と 強 震 動 予 測, 地 震,,, 9-1. 地 震 調 査 委 員 会 強 震 動 評 価 部 会 (7) : 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 に 基 づく 強 震 動 評 価 手 法 の 検 証 について( 中 間 報 告 )( 平 成 19 年 3 月 19 日 公 表 ). 気 象 庁 (199) : 気 象 庁 告 示 第 号. Kobayashi., S. Miyazaki, and K. Koketsu () : Source processes of the West Off Fukuoka Prefecture earthquake and its largest aftershock inferred from strong motion and 1-Hz GPS data, Earth, Planets and Space, Vol., No. 1, 7-. 纐 纈 一 起 三 宅 弘 恵 引 間 和 人 () : 全 国 1 次 地 下 構 造 モデル 構 築 の 現 状, 第 回 シンポジウ ム 統 合 化 地 下 構 造 データベースの 構 築 予 稿 集, 3-. 松 岡 昌 志 翠 川 三 郎 (199) : 国 土 数 値 情 報 とサイス ミックマイクロゾーニング, 第 回 地 盤 震 動 シンポジウム 資 料 集, 3-3. 松 岡 昌 志 若 松 加 寿 江 藤 本 一 雄 翠 川 三 郎 () : 日 本 全 国 地 形 地 盤 分 類 メッシュマップを 利 用 した 地 盤 の 平 均 S 波 速 度 分 布 の 推 定, 土 木 学 会 論 文 集, 79/I-7, 翠 川 三 郎 藤 本 一 雄 村 松 郁 栄 (1999) : 計 測 震 度 と 旧 気 象 庁 震 度 および 地 震 動 強 さの 指 標 との 関 係, 地 域 安 全 学 会 論 文 集, 1-. 森 川 信 之 藤 原 広 行 河 合 伸 一 青 井 真 功 刀 卓 石 井 透 早 川 讓 本 多 亮 小 林 京 子 大 井 昌 弘 先 名 重 樹 奥 村 直 子 (7) : 3 年 十 勝 沖 地 震 の 観 測 記 録 を 用 いた 強 震 動 予 測 手 法 の 検 証, 防 災 科 学 技 術 研 究 所 研 究 資 料, 第 33 号, 19p. 中 村 洋 光 宮 武 隆 () : 断 層 近 傍 強 震 動 シミュレーションのための 滑 り 速 度 時 間 関 数 の 近 似 式, 地 震, 3, 1-9. Sekiguchi H., S. Aoi,. Honda, N. Morikawa, T. Kunugi, and H. Fujiwara () : upture process of the west off Fukuoka prefecture earthquake obtained from strong motion data of K-NET and KiK-net, Earth, Planets and Space, Vol., No. 1, 若 松 加 寿 江 松 岡 昌 志 (7) : 九 州 の 地 形 地 盤 分 類 m メッシュマップの 構 築, 日 本 地 震 工 学 会 大 会 -7 梗 概 集,

20 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 に 基 づく 強 震 動 評 価 手 法 の 検 証 について 図 表 集 (3 月 3 日 からの 見 え 消 し 版 ) 表 1 強 震 動 評 価 手 法 の 検 証 において 用 いた 特 性 化 震 源 モデル( 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 ) 図 1 計 算 領 域 と 断 層 面 位 置 表 深 い 地 盤 構 造 の 物 性 値 表 3 地 震 基 盤 以 深 の 地 殻 構 造 の 物 性 値 図 深 い 地 盤 構 造 の. 次 モデルのチェックに 用 いた 地 震 の 震 源 と 観 測 点 位 置 図 3-1 観 測 速 度 波 形 と 差 分 法 による 計 算 波 形 との 比 較 (3 年 月 1 日 の 鹿 児 島 県 北 部 の 地 震 :FKOH7 大 刀 洗 ) 図 3- 観 測 速 度 波 形 と 差 分 法 による 計 算 波 形 との 比 較 ( 年 月 日 の 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 :FKO1 柳 川 ) 図 3-3 観 測 速 度 波 形 と 差 分 法 による 計 算 波 形 との 比 較 ( 年 月 日 の 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 :SAG7 佐 賀 ) 図 3- 観 測 速 度 波 形 と 差 分 法 による 計 算 波 形 との 比 較 ( 年 月 3 日 の 八 代 西 方 の 地 震 : FKO1 柳 川 ) 図 3- 観 測 速 度 波 形 と 差 分 法 による 計 算 波 形 との 比 較 (7 年 月 日 の 別 府 の 地 震 : FKO 添 田 ) 図 -1 深 い 地 盤 構 造 の. 次 モデルと 1 次 モデルの 比 較 ( 第 層 ~ 第 層 上 面 深 度 ) 図 - 深 い 地 盤 構 造 の. 次 モデルと 1 次 モデルの 比 較 ( 第 層 ~ 第 層 上 面 深 度 ) 表 新 旧 の 微 地 形 区 分 データと 経 験 式 の 対 応 図 浅 い 地 盤 構 造 モデル( 最 大 速 度 増 幅 率 )の 比 較 図 約 1km メッシュの 工 学 的 基 盤 上 面 での 波 形 の 約 m メッシュの 表 層 地 盤 への 展 開 イ メージ 図 7 要 素 断 層 の 小 断 層 の 大 きさの 違 いによるフーリエ 変 位 スペクトルの 違 いの 例 図 中 間 報 告 および 要 素 断 層 の 大 きさの 違 いによる 地 震 動 計 算 結 果 の 比 較 ( 工 学 的 基 盤 (V s =m/s) 上 面 の 最 大 速 度 分 布 ) 図 9 現 行 の 評 価 法 ( 経 験 式 )より 得 られる 震 度 増 分 (ΔI)と AVS3 の 関 係 図 1 中 間 報 告 と 本 検 討 における 地 震 動 計 算 結 果 の 比 較 ( 地 表 の 最 大 速 度 分 布 ) 図 11 中 間 報 告 と 本 検 討 における 地 震 動 計 算 結 果 の 比 較 ( 地 表 の 計 測 震 度 分 布 ) 図 1 中 間 報 告 と 本 検 討 における 観 測 値 と 地 震 動 計 算 結 果 との 比 較 (その 1)( 地 表 の 最 大 速 度 ) 図 13 中 間 報 告 と 本 検 討 における 観 測 値 と 地 震 動 計 算 結 果 との 比 較 (その )( 地 表 の 最 大 速 度 ) 図 1 中 間 報 告 と 本 検 討 における 観 測 値 と 地 震 動 計 算 結 果 との 比 較 (その 1)( 地 表 の 計 測 震 度 ) 図 1 中 間 報 告 と 本 検 討 における 観 測 値 と 地 震 動 計 算 結 果 との 比 較 (その )( 地 表 の 計 測 震 度 ) 図 1-1 速 度 波 形 および 擬 似 速 度 応 答 スペクトル( 減 衰 %)の 比 較 (その 1) 図 1- 速 度 波 形 および 擬 似 速 度 応 答 スペクトル( 減 衰 %)の 比 較 (その ) 図 1-3 速 度 波 形 および 擬 似 速 度 応 答 スペクトル( 減 衰 %)の 比 較 (その 3) 図 1- 速 度 波 形 および 擬 似 速 度 応 答 スペクトル( 減 衰 %)の 比 較 (その ) 図 17-1 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 による 地 表 の 震 度 分 布 の 手 法 比 較 (ケース 1 ) 図 17- 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 による 地 表 の 震 度 分 布 の 手 法 比 較 (ケース 3 ) 図 1 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 に 基 づいた 新 たな 震 度 算 出 方 法 の 適 用 結 果 図 19-1 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 と 観 測 記 録 の 比 較 ( 地 表 の 計 測 震 度 その 1) 1

21 図 19- 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 と 観 測 記 録 の 比 較 ( 地 表 の 計 測 震 度 その ) 図 浅 い 地 盤 構 造 モデルの 作 成 の 流 れ 図 1 ボーリングデータによる 速 度 構 造 モデルの 作 成 範 囲 とボーリングの 掘 進 深 度 図 ボーリングごとの N 値 上 面 深 度 図 3 約 m メッシュごとの N 値 上 面 深 度 図 浅 い 地 盤 の 速 度 構 造 モデルと 地 形 区 分 等 による 地 盤 モデル 図 -1 浅 い 地 盤 構 造 モデルによる 代 表 的 な 断 面 の 例 (A-A 断 面 - 断 面 ) 図 - 浅 い 地 盤 構 造 モデルによる 代 表 的 な 断 面 の 例 (C-C 断 面 D-D 断 面 ) 図 等 価 線 形 法 による 応 答 計 算 の 流 れ 表 土 質 区 分 と 単 位 体 積 重 量 図 7-1 土 質 区 分 ごとの G/G ~γ 曲 線 図 7- 土 質 区 分 ごとの h~γ 曲 線 図 各 種 手 法 による 地 表 の 最 大 速 度 分 布 図 9 各 種 手 法 による 工 学 的 基 盤 上 面 からの 最 大 速 度 増 幅 率 分 布 図 3 各 種 手 法 による 地 表 の 震 度 分 布 図 31 各 種 手 法 による 工 学 的 基 盤 上 面 からの 震 度 増 分 の 分 布 図 3-1 波 形 スペクトル 比 の 比 較 を 行 う 警 固 断 層 ( 破 線 )を 横 切 る 線 上 の 地 点 位 置 図 3- 軟 弱 地 盤 における 波 形 スペクトル 比 の 比 較 を 行 う 地 点 図 33-1 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 による 警 固 断 層 を 横 切 る 線 上 の 地 点 における 速 度 波 形 および 地 表 / 工 学 的 基 盤 上 面 のフーリエスペクトル 比 図 33- 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 に 関 する 応 答 計 算 結 果 による 埋 め 立 て 地 の 軟 弱 地 盤 に おける 速 度 波 形 および 地 表 / 工 学 的 基 盤 上 面 のフーリエスペクトル 比 図 3 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 と 計 算 結 果 との 比 較 ( 地 表 最 大 速 度 の 比 ) 図 3 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 と 計 算 結 果 との 比 較 ( 計 測 震 度 の 差 ) 図 3-1 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 と 計 算 結 果 との 比 較 図 3- 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 と 計 算 結 果 との 比 較 図 3-3 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 と 計 算 結 果 との 比 較 図 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 の 例 (ケース 1) 図 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 の 例 (ケース 1) 図 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 の 例 (ケース ) 図 37-- 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 の 例 (ケース ) 図 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 の 例 (ケース 3) 図 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 の 例 (ケース 3) 図 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 の 例 (ケース ) 図 37-- 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 の 例 (ケース ) 図 37- 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 ( 海 の 中 道 ) 図 37- 等 価 線 形 計 算 による 最 大 加 速 度 ( 左 列 ) 最 大 せん 断 ひずみ( 中 列 ) 最 大 せん 断 応 力 ( 右 列 )の 分 布 ( 百 道 浜 )

22 表 1 強 震 動 評 価 手 法 の 検 証 において 用 いた 特 性 化 震 源 モデル( 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 ) 3 3 断 層 パラメータ 震 源 位 置 [ 破 壊 開 始 点 ] ( N/ E ) 走 向 θ ( ) 傾 斜 δ ( ) 長 さ L (km) 幅 W (km) 面 積 S (km ) 地 震 発 生 層 [ 上 端 ~ 下 端 ] (km) 巨 視 的 震 源 深 さ [ 破 壊 開 始 点 ] (km) 震 源 特 性 地 震 モーメント M (N m) モーメントマグニチュード M w 微 視 的 震 源 特 性 その 他 の 震 源 特 性 波 形 インバージョン 結 果 に 基 づく 特 性 化 震 源 モデル ケース (Asano and Iwata, ) ケース1 (Kobayashi et al., ) ケース3 (Sekiguchi et al., ) レシピ による 特 性 化 震 源 モデル ( 初 期 設 定 ) ケース 33.7/ / / / / ) より ( 参 考 : 気 象 庁 33.73/13.17) N 1 E N 1 E N 1 E N1E N1E 1) より ) より 波 形 インバージョン 結 果 より 設 定 W =W s /sinδ S =L W 3~19 3~19 3~19 3~19 3~19 ( 地 震 発 生 層 の 厚 さ W s =1km ) 波 形 インバージョン 結 果 より 設 定 ( 参 考 :1)では 9.km, 気 象 庁 9km) 1.1E E E E E+19 (3) 式 M =(S / ) 1-7 の 関 係 式 より 算 定 logm =1.M w +9.1 の 定 義 式 (Kanamori, 1977)より (1-) 式 σ =(7/1) M / 3, S =π (: 断 層 面 積 Sに 対 する 等 価 半 径 ) 3.1E+1 3.1E+1 3.1E+1 3.1E+1 3.1E+1 μ =ρβ, ρ =.7(kg/m 3 ), β =3.km/s..... D =M /μ /S 1.1E E E E E+19 (11) 式 A = (M 1 7 ) 1/3 総 面 積 S a (km ) 79 S a =π r ( 但 し ケースではkm 単 位 の 矩 形 として 再 設 定 ) 割 合 (%) S a /S 等 価 半 径 r (km) (1) 式 r =(7π/) (M /(A )) β, β =3.km/s (ケースではS =π r より 換 算 ) 静 的 応 力 降 下 量 σ (MPa) 剛 性 率 μ (N/m ) 平 均 すべり 量 D (m) 短 周 期 レベル A (N m/s ) 全 アスペリティ 第 1 アスペリティ 第 アスペリティ 背 景 領 域 地 震 モーメント M a (N m) 3.19E E+1.39E+1 3.9E E+1 M a =μ D a S a 静 的 応 力 降 下 量 σ a (MPa) (-) 式 σ a =(7/1) M /(r ) 平 均 すべり 量 D a (m) (1) 式 D a =ξ D, ξ= 面 積 S a1 (km ) 79 S a1 : S a = 1 : を 基 に 設 定 (ケース), その 他 は S a1 =S a 等 価 半 径 r 1 (km) r 1 = (S a1 /π) 1/ 平 均 すべり 量 D a1 (m) (19) 式 D a1 =(γ 1 /Σγ 3 i ) D a, γ i =r i /r 地 震 モーメント M a1 (N m) 3.19E+1.7E+1.39E+1 3.9E E+1 M a1 =μ D a1 S a1 実 効 応 力 σ a1 (MPa) σ a1 = σ a ライズタイム t r t r =W a1 /(V r ) ( アスペリティ 断 層 幅 W a1 は 右 図 参 照 ) 面 積 S a (km ) S a1 : S a = 1 : を 基 に 設 定 (ケース), その 他 は S a = 等 価 半 径 r (km) r = (S a /π) 1/ 平 均 すべり 量 D a (m) (19) 式 D a =(γ /Σγ 3 i ) D a, γ i =r i /r 地 震 モーメント M a (N m) -.1E M a =μ D a S a 実 効 応 力 σ a (MPa) σ a = σ a ライズタイム t r t r =W a /(V r ) ( アスペリティ 断 層 幅 W a は 右 図 参 照 ) 地 震 モーメント M b 7.97E E+1.77E+1 7.E+1 7.1E+1 (17) 式 M b =M -M a 面 積 S b (km ) S b =S -S a 平 均 すべり 量 D b (m) (1) 式 D b =M b /(μ S b ) 実 効 応 力 σ b (Mpa) (3) 式 σ b =(D b /W b ) (π 1/ /D a ) r Σγ 3 i σ a (ケース) () 式 σ b =(D b /W b )/(D a /W a ) σ a (その 他 のケース) ライズタイム t r t r =W /(V r ) f max (Hz) 破 壊 伝 播 速 度 V r (km/s) () 式 V r =.7β 破 壊 開 始 点 破 壊 伝 播 様 式 震 源 震 源 震 源 震 源 震 源 第 1フロントは 同 心 円 第 1フロントは 同 心 円 第 1フロントは 同 心 円 同 心 円 同 心 円 備 考 ケース1 Kobayashi et al. より N13 1 E 3km km 11km 1km 断 層 面 積 3km km km 1km アスペリティ km km Da=1.m ケース Asano and Iwata より N1 1 E 3km 1km 第 1 3km 1km km 第 断 層 面 積 km 1km km 1km 第 1アスペリティ km km Da1=1.79m 第 アスペリティ km km Da=1.3m ケース3 Sekiguchi et al. より N1 E 3km 1km km 1km 断 層 面 積 3km 1km km 1km アスペリティ km km Da=1.m ケース レシピ より N1 E 3km 11km km 1km km 断 層 面 積 km 1km アスペリティ 1km km Da=1.m 波 形 インバージョン 結 果 より 設 定 青 字 は 波 形 インバージョン 結 果 に 基 づき 設 定 した 値 を 示 す レシピその 他 の 関 係 式 より 設 定 モデル 化 において 再 設 定 備 考 欄 は 以 外 のパラメータ 設 定 根 拠 を 示 す 1) については による

23 詳 細 法 計 算 領 域 図 1 計 算 領 域 と 断 層 面 位 置 表 深 い 地 盤 構 造 の 物 性 値 V p [m/s] V s [m/s] 密 度 ρ [g/cm 3 ] Q p,q s 対 応 する 地 質 沖 積 低 地 下 に 分 布 する 第 四 紀 層 ( 更 新 統 ~ 完 新 統 ) 大 分 層 群 久 留 米 層 群 などの 鮮 新 統 と 鮮 新 世 ~ 更 新 世 の 火 山 岩 類 野 島 層 群 などの 中 ~ 上 部 中 新 統 相 浦 層 群 佐 世 保 層 群 などの 上 部 漸 新 統 ~ 下 部 中 新 統 古 第 三 紀 ( 暁 新 世 ~ 漸 新 世 )の 石 炭 を 挟, 1. む 堆 積 層 上 部 白 亜 紀 層 の 大 野 川 層 群 7 7. 下 部 白 亜 紀 層 の 関 門 層 群 白 亜 紀 ないしそれより 古 い 花 崗 岩 類 塩 基 性 深 成 岩 類 変 成 岩 類 白 亜 紀 より 古 い 堆 積 岩 類 ( 付 加 体 堆 積 物 ) 表 3 地 震 基 盤 以 深 の 地 殻 構 造 の 物 性 値 深 さ(km) V p [m/s] V s [m/s] 密 度 ρ [g/cm 3 ] 上 部 地 殻 下 部 地 殻 上 部 マントル

24 NGS3 青 丸 :K-NET 観 測 点 黒 星 : 震 央 位 置 FKO1 FKOH1 FKOH9 FKO3 3 FKO FKO OIT1 NGS3 FKOH FKO OIT SAG1 FKO OIT FKO7 FKO SAGH1 FKO9 OIT3 OIT OITH3 NGS1 SAG FKO1 FKOH OIT SAG3 FKOH7 FKO1 OIT7 NGS SAG FKO11 OITH11 FKOH1 OIT1 NGSH SAG SAG7 FKO13 OIT11 OIT OIT9 NGSH1 SAG SAGH FKO1 OITH FKO1 NGS NGSH3 KMM1 OITH OIT1 SAG OIT13 NGS OIT1 NGS FKO1 KMM KMMH OIT1 NGSH OITH7 NGS19 KMM3 KMMH OIT1 NGS NGSH KMM KMM NGS7 OIT17 OITH1 KMM7 NGS9 NGS1 KMM OIT1 NGS1 NGS11 KMM KMM9 MYZ MYZ1 MYZH NGSH KMM1 MYZH1 NGS13 KMMH7 KMMH MYZ3 NGS1 KMM11 MYZH KMMH9MYZH3 KMM1 MYZH1 KMM19 MYZ19 MYZ MYZ KMM1 KMM1 MYZ KMM KMM13 MYZH MYZH1 KMMH1 MYZ KMM17 KMM1 MYZ7 KGS1 KMM1 MYZH KGS MYZ KGS3 MYZH9 1 MYZH1 KGS MYZ9 MYZH11 KGSH3 KGSH KGS MYZ1 KGS MYZ11 KGSH MYZ13 KGSH MYZ1 KGS3 MYZ1 KGS7 KGS KGSH KGS9 MYZ1 KGS37 KGS1 KGS11 KGS19 KGS1 KGSH9 KGS 赤 丸 :KiK-net 観 測 点 KGS1 KGS1 KGS1 KGS1 KGSH1 KGSH7 MYZH13 KGS13 MYZ1 MYZH1 KGSH MYZ17 KGSH13 KGS1 MYZ1 KGS17 KGS KGS3 KGSH11 KGS KGSH1 年 月 日 時 分 経 度 緯 度 深 度 (km) マグニチュード 図 深 い 地 盤 構 造 の. 次 モデルのチェックに 用 いた 地 震 の 震 源 ( )と 観 測 点 位 置 赤 丸 は 図 3 に 示 した 観 測 地 点

25 修正後 修正前 図 3-1 観測速度波形と差分法による計算波形との比較 3 年 月 1 日の鹿児島県北部の地震 FKOH7 大刀洗 黒 観測速度波形 赤 修正後の計算結果 青 修正前の計算結果 修正後 修正前 図 3- 観測速度波形と差分法による計算波形との比較 年 月 日の福岡県西方沖の地震 FKO1 柳川 黒 観測速度波形 赤 修正後の計算結果 青 修正前の計算結果

26 修正後 修正前 図 3-3 観測速度波形と差分法による計算波形との比較 年 月 日の福岡県西方沖の地震 SAG7 佐賀 黒 観測速度波形 赤 修正後の計算結果 青 修正前の計算結果 修正後 修正前 図 3- 観測速度波形と差分法による計算波形との比較 年 月 3 日の八代西方の地震 FKO1 柳川 黒 観測速度波形 赤 修正後の計算結果 青 修正前の計算結果 7

27 修 正 後 修 正 前 図 3- 観 測 速 度 波 形 と 差 分 法 による 計 算 波 形 との 比 較 (7 年 月 日 の 別 府 の 地 震 :FKO 添 田 ) 黒 : 観 測 速 度 波 形 赤 : 修 正 後 の 計 算 結 果 青 : 修 正 前 の 計 算 結 果

28 図 -1 深 い 地 盤 構 造 の. 次 モデルと 1 次 モデルの 比 較 ( 第 層 ~ 第 層 上 面 深 度 旧 モデルは. 次 モデル 新 モデルは 1 次 モデル) 9

29 図 - 深 い 地 盤 構 造 の. 次 モデルと 1 次 モデルの 比 較 ( 第 層 ~ 第 層 上 面 深 度 旧 モデルは. 次 モデル 新 モデルは 1 次 モデル) 1

30 表 新 旧 の 微 地 形 区 分 データと 経 験 式 の 対 応 1 従 来 ( 中 間 報 告 )の 手 法 新 しい 手 法 ( 本 検 討 ) メッシュサイズ 約 1km 約 m 地 形 区 分 の 方 法 国 土 数 値 情 報 若 松 松 岡 (7) 地 形 区 分 AVS3 1 藤 本 翠 川 (3) 松 岡 他 () AVS3 最 大 速 度 増 幅 率 松 岡 翠 川 (199) 藤 本 翠 川 () 最 大 速 度 計 測 震 度 翠 川 他 (1999) 藤 本 翠 川 () 3 1 地 表 から 深 さ 3m までの 平 均 S 波 速 度 I = log( PGV ) I I =. +.3 log PGV.13 log PGV I 3 ( ) { ( )} 図 浅 い 地 盤 構 造 モデル( 最 大 速 度 増 幅 率 )の 比 較 11

31 約 m メッシュの 地 表 の 最 大 速 度 および 計 測 震 度 は メッシ ュごとの 増 幅 率 の 違 いにより 異 なってくる m 地 表 約 m メッシュ m 約 m メッシュの 浅 い 地 盤 へ の 入 力 は 約 1km メッシュの 工 学 的 基 盤 上 の 波 形 をすべて 同 じ 入 力 として 与 える 1km 1km 工 学 的 基 盤 約 1km メッシュ 図 約 1km メッシュの 工 学 的 基 盤 での 波 形 の 約 m メッシュの 表 層 地 盤 への 展 開 イメージ (タイルの 凸 凹 が 増 幅 の 程 度 色 が 震 度 の 揺 れの 程 度 を 示 す) 1

32 図 7 要 素 断 層 の 小 断 層 の 大 きさの 違 いによるフーリエ 変 位 スペクトルの 違 いの 例 13

33 中 間 報 告 ( 要 素 断 層 1km) 新 モデル ( 要 素 断 層 1km) 新 モデル ( 要 素 断 層 km) 図 中 間 報 告 および 要 素 断 層 の 大 きさの 違 いによる 地 震 動 計 算 結 果 の 比 較 工 学 的 基 盤 (V s =m/s) 上 の 最 大 速 度 分 布 1km メッシュ 新 モデルでは 新 しい 深 い 地 盤 モデルを 用 いている 1

34 図 9 現 行 の 評 価 法 ( 経 験 式 )より 得 られる 震 度 増 分 (ΔI)と AVS3 の 関 係 PGV b は 工 学 的 基 盤 (V s =m/s)における 最 大 速 度 1

35 中 間 報 告 ( 従 来 の 手 法 ) 新 モデル ( 従 来 の 手 法 ) 新 モデル ( 新 しい 手 法 ) 図 1 中 間 報 告 と 本 検 討 における 地 震 動 計 算 結 果 の 比 較 地 表 の 最 大 速 度 分 布 中 間 報 告 および 新 モデル( 従 来 の 手 法 )は 1km メッシュ 新 モデル( 新 しい 手 法 )は m メッシュ 新 モデルでは 新 しい 深 い 地 盤 構 造 モデルを 用 いている ( 従 来 の 手 法 )および( 新 しい 手 法 )とは 最 大 速 度 の 増 幅 率 の 違 い 1

36 中 間 報 告 ( 従 来 の 手 法 ) 新 モデル ( 従 来 の 手 法 ) 新 モデル ( 新 しい 手 法 ) 図 11 中 間 報 告 と 本 検 討 における 地 震 動 計 算 結 果 の 比 較 地 表 の 計 測 震 度 分 布 中 間 報 告 および 新 モデル( 従 来 の 手 法 )は 1km メッシュ 新 モデル ( 新 しい 手 法 )は m メッシュ 新 モデルでは 新 しい 深 い 地 盤 構 造 モデルを 用 いている ( 従 来 の 手 法 )および( 新 しい 手 法 )とは 最 大 速 度 の 増 幅 率 と 計 測 震 度 換 算 式 の 違 い 17

37 中 間 報 告 ( 従 来 の 手 法 ) 新 モデル ( 従 来 の 手 法 ) 新 モデル ( 新 しい 手 法 ) 図 1 中 間 報 告 と 本 検 討 における 観 測 値 と 地 震 動 計 算 結 果 との 比 較 (その 1) 地 表 の 最 大 速 度 中 間 報 告 および 新 モデル( 従 来 の 手 法 )は 1km メッシュ 新 モデル( 新 しい 手 法 )は m メッシュ 新 モデルでは 新 しい 深 い 地 盤 構 造 モデルを 用 いている ( 従 来 の 手 法 ) および( 新 しい 手 法 )とは 最 大 速 度 の 増 幅 率 の 違 い 中 間 報 告 の 値 は 中 間 報 告 の 結 果 に 比 べ 要 素 断 層 を km 四 方 とした 効 果 により 大 きくなっている 1

38 図 13 中 間 報 告 と 本 検 討 における 観 測 値 と 地 震 動 計 算 結 果 との 比 較 (その ) 地 表 の 最 大 速 度 中 間 報 告 および 新 モデル( 従 来 の 手 法 )は 1km メッシュ 新 モデル( 新 しい 手 法 )は m メッシュ 新 モデルでは 新 しい 深 い 地 盤 構 造 モデルを 用 いている ( 従 来 の 手 法 ) および( 新 しい 手 法 )とは 最 大 速 度 の 増 幅 率 の 違 い 中 間 報 告 の 値 は 中 間 報 告 の 結 果 に 比 べ 要 素 断 層 を km 四 方 とした 効 果 により 大 きくなっている 19

39 中 間 報 告 ( 従 来 の 手 法 ) 新 モデル ( 従 来 の 手 法 ) 新 モデル ( 新 しい 手 法 ) 図 1 中 間 報 告 と 本 検 討 における 観 測 値 と 地 震 動 計 算 結 果 との 比 較 (その 1) 地 表 の 計 測 震 度 新 モデルでは 新 しい 深 い 地 盤 構 造 モデルを 用 いている ( 従 来 の 手 法 )および ( 新 しい 手 法 )とは 最 大 速 度 の 増 幅 率 と 計 測 震 度 換 算 式 の 違 い 中 間 報 告 の 値 は 中 間 報 告 の 結 果 に 比 べ 要 素 断 層 を km 四 方 とした 効 果 により 大 きくなっている

40 図 1 中 間 報 告 と 本 検 討 における 観 測 値 と 地 震 動 計 算 結 果 との 比 較 (その ) 地 表 の 計 測 震 度 中 間 報 告 および 新 モデル( 従 来 の 手 法 )は 1km メッシュ 新 モデル( 新 しい 手 法 )は m メッシュ 新 モデルでは 新 しい 深 い 地 盤 構 造 モデルを 用 いている ( 従 来 の 手 法 ) および( 新 しい 手 法 )とは 最 大 速 度 の 増 幅 率 と 計 測 震 度 換 算 式 の 違 い 中 間 報 告 の 値 は 中 間 報 告 の 結 果 に 比 べ 要 素 断 層 を km 四 方 とした 効 果 により 大 きくなっている 1

41 図 1-1 速 度 波 形 および 擬 似 速 度 応 答 スペクトル( 減 衰 %)の 比 較 (その 1)

42 図 1- 速 度 波 形 および 擬 似 速 度 応 答 スペクトル( 減 衰 %)の 比 較 (その ) 3

43 図 1-3 速 度 波 形 および 擬 似 速 度 応 答 スペクトル( 減 衰 %)の 比 較 (その 3)

44 図 1- 速 度 波 形 および 擬 似 速 度 応 答 スペクトル( 減 衰 %)の 比 較 (その )

45 図 17-1 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 による 地 表 の 震 度 分 布 の 手 法 比 較 (ケース 1 )

46 図 17- 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 による 地 表 の 震 度 分 布 の 手 法 比 較 (ケース 3 ) 7

47 図 1 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 に 基 づいた 新 たな 震 度 算 出 方 法 の 適 用 結 果

48 図 19-1 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 と 観 測 記 録 の 比 較 ( 地 表 の 計 測 震 度 その 1) 9

49 図 19- 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 と 観 測 記 録 の 比 較 ( 地 表 の 計 測 震 度 その ) 3

50 ボーリング 資 料 ( 地 質 区 分 N 値 ) N 値 と S 波 速 度 の 相 関 地 形 区 分 N 値 1 以 上 N 値 以 上 の 上 面 コンター m メッシュ 毎 の 速 度 構 造 ボーリングデータのない メッシュへの 補 完 対 象 地 域 全 体 の 速 度 構 造 モデル 図 浅 い 地 盤 構 造 モデルの 作 成 の 流 れ 強 震 動 予 測 を 実 施 する 範 囲 図 1 ボーリングデータによる 速 度 構 造 モデルの 作 成 範 囲 とボーリングの 掘 進 深 度 31

51 N 値 以 上 の 地 盤 ボーリングデータから 下 記 a)~c)の 上 端 深 度 を 求 め それらのうち 最 も 浅 い 深 度 を N 値 上 面 深 度 とした a) ボーリング 最 下 端 で N 値 以 上 が 3 回 以 上 連 続 する 場 合 b) ボーリング 最 下 端 以 外 で N 値 以 上 が 回 以 上 連 続 する 場 合 c) 岩 盤 部 で N 値 以 上 が 1 回 以 上 確 認 された 場 合 図 ボーリングごとの N 値 上 面 深 度 警 固 断 層 A A C C D D 警 固 断 層 図 3 約 m メッシュごとの N 値 上 面 深 度 3

52 図 浅 い 地 盤 の 速 度 構 造 モデル( 上 )と 地 形 区 分 等 による 地 盤 モデル( 下 ) 破 線 は 警 固 断 層 帯 ( 南 東 部 )の 強 震 動 評 価 で 設 定 されている 断 層 面 位 置 AVS3 は 地 表 から 深 さ 3m までの 平 均 S 波 速 度 33

53 A 標 高 (m) 3 埋 立 地 埋 立 地 埋 立 地 丘 陵 埋 立 地 砂 丘 三 角 州 海 岸 低 地 後 背 湿 地 丘 陵 標 高 (m) 3 A 警 固 断 層 南 東 部 の 断 層 位 置 Ac W Dc Ac Ac Dc Dc 1 As1 As A A A As Ds1 Ds1 Ds1 Ds1 D3 Ac1 Dg Dc3 Ds Ac As D Dc Ac1 As As 3 Ds1 Ds1 Dc3 Dg 1 Ac1 As Dc1 Dc W Ac1 W As W As1 As Ac1 As Ac1 As1 As As3 Dc Dc W As As3 Dc3 As1 Ds1 Dc Ds Ds As1 Ac1 Dc1 Dc1 Dc3 Dc Ds Dc As Ac1 As Dc3 Dc3 Dc3 Ds Ds Dg Dg Ds Ds Dg Dg 1 Ds Dc Ds Dc Ac1 As Dc3 Dc Ds Lm Dc3 As Dc3 W A D Ds1 Dc Ds Dg1 As1 As1 As Ac3 Dc As As1 As Dc W As As1 As Dc W As As3 Dg W Ac As1 As Ds W Ac As As1 Ac3 Ds : 砂 質 土 : 岩 盤 As As1 Ac As1 As A As As As1 土 質 区 分 : 盛 土 : 礫 質 土 : 粘 性 土 :ローム As1 As A As As As1 地 層 区 分 N1 地 層 区 分 N1 N Vs N Vs 標 高 (m) 3 3 As Ds D3 丘 陵 砂 丘 三 角 州 海 岸 低 地 後 背 湿 地 三 角 州 海 岸 低 地 後 背 湿 地 丘 陵 警 固 断 層 南 東 部 の 断 層 位 置 標 高 (m) 3 Ag1 Ac Ac 1 W As As Ac3 Dg As As1 D1 Ds D As As Ac3 Dg3 As D Dc3 Dg1 As Ds Dc1 Dc Ds As Ds Ds Ds Ds Ds As Ds Ds Ds Ds Ds As1 Ac3 W As1 As1 Dc Dc As1 As1 Dc Dc As1 As1 Dc Dc D D Lm Lm1 Dc1 As Dc Ds Dc As As Dc Ds Dc As1 As Dc Dc As As Dc3 Dc Dc Dc Ac3 D As Lm1 Lm Dc As Dg W As Ag1 Dg1 Dc W As1 As1 Dc Dc Ds Ac1 Dg1 Ac3 As Ac Ac Ds Dc Dc Ac Ac Ds Dc Dc Ac Ds Ac Ds Ac Dc Ds1 Dc1 As As Dc Dc Dc Ds Dc Dc Dc D Ds Dc Ds Ds Dc Dc Ds Ds Ds Dc 土 質 区 分 : 盛 土 : 礫 質 土 : 粘 性 土 :ローム : 砂 質 土 : 岩 盤 N1 N 地 層 区 分 地 層 区 分 N N Vs 図 -1 浅 い 地 盤 構 造 モデルによる 代 表 的 な 断 面 の 例 断 面 位 置 は 図 3 に 示 す 3

54 C 標 高 (m) 3 後 背 湿 地 砂 礫 質 台 地 丘 陵 砂 礫 質 台 砂 礫 質 台 後 背 湿 地 丘 陵 谷 底 低 地 丘 陵 後 背 湿 地 地 地 Ac Ac Dc W 3 Dc 7 1 後 背 湿 地 警 固 断 層 南 東 部 の 断 層 位 置 火 山 性 丘 陵 後 背 湿 地 丘 陵 標 高 (m) 3 C Ag1 Ac3 Ac Ac 1-1 As As Dg Ds As As Dg Ds As Dg W Ac3 Ac3 Dg W Ac3 Ac3 Dg W Ac Ac3 As As As W W Lm W D Ac Dc Ac1 Dc Dc Ds Ds Dp Dc Dc Dp Dc Dc Ds Dc Dg1 W Ac3 Dv Ac Dv Ac Dv Dg3 Ac3 Dc Ds Ds As As1 Ac1 As W As1 Ac1 Ac As3 1 1 Dc As3 W As3 W W 1-1 Ds - Ds 土 質 区 分 : 盛 土 : 礫 質 土 : 粘 性 土 :ローム : 砂 質 土 : 岩 盤 N1 地 層 区 分 地 層 区 分 N1 N N Vs D 標 高 (m) 3 1 As1 As 谷 底 低 地 W 11 W 砂 礫 質 台 地 谷 底 低 地 砂 礫 質 台 地 丘 陵 谷 底 低 地 丘 陵 谷 底 低 地 13 As3 W 17 As Ac3 W 9 Ag As3 Ac3 As3 W Ac1 A 3 Dc3 W 1 Lm1 W As1 W W W W As W Ac1 A1 A Ac1 As1 As As3 As3 W Ac3 W Ac3 W 砂 礫 質 台 地 1 後 背 湿 地 3 1 砂 礫 質 台 砂 礫 質 台 谷 底 低 地 谷 底 低 地 火 山 性 丘 陵 谷 底 低 地 砂 礫 質 台 地 地 地 後 背 湿 地 丘 陵 3 As Ds Dg Ac Dc Dv Dg Dc Dc Dc Dc Dc 警 固 断 層 南 東 部 の 断 層 位 置 As Dv Dc Dc3 Dv Dv Dv Dc Dc Ac3 Dc Dp Dc 7 Ac Dc W 3 Dc Ac Dv Dc3 Ds Dc 1 Dc3 As As Ds Dc W As As Ds Dc W As As Ds Dc W 1 Ac3 As A 3 Ac Dg1 標 高 (m) 3 1 D -1 Ds Dc 土 質 区 分 : 盛 土 : 礫 質 土 : 粘 性 土 :ローム : 砂 質 土 : 岩 盤 N1 地 層 区 分 地 層 区 分 N N1 N Vs 図 - 浅 い 地 盤 構 造 モデルによる 代 表 的 な 断 面 の 例 断 面 位 置 は 図 3 に 示 す 3

55 表 土 質 区 分 と 単 位 体 積 重 量 STAT 入 力 波 形 f(t) の 読 み 込 み 地 盤 定 数 の 読 み 込 み 密 度 ρ せん 断 弾 性 係 数 G 粘 性 係 数 η フーリエ 変 換 f(t) F(iω) 1 次 元 波 動 方 程 式 u u ρ = + η u G t z z 3 t F(iω) A(ω)=F'(iω) 伝 達 関 数 A(ω) Em( ω) + Fm( ω) A( ω ) = En( ω) + Fn( ω) フーリエ 逆 変 換 F'(iω) f'(t) 各 層 の 最 大 せん 断 ひずみ γ max 中 央 防 災 会 議 (3) G/G ~γ h~γ 曲 線 G/G h γ 地 層 番 号 層 厚 波 の 伝 搬 方 向 反 射 波 入 射 波 土 質 定 数 水 平 変 位 u1=e1e iωt 1 h1 F1 E1 ρ1, G1, η1 収 束 判 定 条 件 NO um=(em+fm)e iωt YES m hm Fm Em ρm, Gm, ηm 解 析 結 果 の 出 力 un=(en+fn)e iωt N FN EN ρn, GN, βn END 計 算 モデル 図 等 価 線 形 法 による 応 答 計 算 の 流 れ 3

56 図 7-1 土 質 区 分 ごとの G/G ~γ 曲 線 中 央 防 災 会 議 (3) 37

57 図 7- 土 質 区 分 ごとの h~γ 曲 線 中 央 防 災 会 議 (3) 3

58 図 各 種 手 法 による 地 表 の 最 大 速 度 分 布 破 線 は 警 固 断 層 帯 ( 南 東 部 )の 断 層 位 置 微 地 形 区 分 等 は 工 学 的 基 盤 上 面 の 最 大 速 度 に 微 地 形 よ り 設 定 した 増 幅 率 をかけて 求 めた 速 度 構 造 モデル AVS3 は ボーリングデータによる 地 盤 構 造 モ デルから 求 めた AVS3 により 設 定 した 増 幅 率 を 工 学 的 基 盤 上 面 の 最 大 速 度 にかけて 求 めた 等 価 線 形 および 線 形 は 工 学 的 基 盤 上 面 の 波 形 を 入 力 波 形 として 応 答 計 算 を 行 い 地 表 波 形 より 求 めた 39

59 図 9 各 種 手 法 による 工 学 的 基 盤 上 面 からの 最 大 速 度 増 幅 率 分 布 破 線 は 警 固 断 層 帯 ( 南 東 部 )の 断 層 位 置 微 地 形 区 分 等 は 工 学 的 基 盤 上 面 の 最 大 速 度 に 微 地 形 より 設 定 した 増 幅 率 をかけて 求 めた 速 度 構 造 モデル AVS3 は ボーリングデータによる 地 盤 構 造 モデル から 求 めた AVS3 により 設 定 した 増 幅 率 を 工 学 的 基 盤 上 面 の 最 大 速 度 にかけて 求 めた 等 価 線 形 およ び 線 形 は 工 学 的 基 盤 上 面 の 波 形 を 入 力 波 形 として 応 答 計 算 を 行 い 地 表 波 形 より 求 めた

60 図 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 による 地 表 の 震 度 分 布 破 線 は 警 固 断 層 帯 ( 南 東 部 )の 強 震 動 評 価 で 設 定 された 断 層 面 位 置 図 3 各 種 手 法 による 地 表 の 震 度 分 布 破 線 は 警 固 断 層 帯 ( 南 東 部 )の 断 層 位 置 微 地 形 区 分 等 および 速 度 構 造 モデル AVS3 は 地 表 最 大 速 度 から 計 測 震 度 に 換 算 等 価 線 形 および 線 形 は 応 答 計 算 結 果 の 地 表 波 形 より 気 象 庁 (199)に 従 って 算 出 1

61 図 31 各 種 手 法 による 工 学 的 基 盤 上 面 からの 震 度 増 分 の 分 布 破 線 は 警 固 断 層 帯 ( 南 東 部 )の 断 層 位 置 微 地 形 区 分 等 および 速 度 構 造 モデル AVS3 の 地 表 の 震 度 は 地 表 最 大 速 度 から 計 測 震 度 に 換 算 等 価 線 形 および 線 形 の 地 表 の 震 度 は 応 答 計 算 結 果 の 地 表 波 形 より 気 象 庁 (199)に 従 って 算 出 基 準 となる 工 学 的 基 盤 上 面 の 震 度 は 工 学 的 基 盤 上 面 の 計 算 波 形 よ り 気 象 庁 (199)に 従 って 算 出

62 図 3-1 波 形 スペクトル 比 の 比 較 を 行 う 警 固 断 層 ( 破 線 )を 横 切 る 線 上 の 地 点 位 置 後 背 湿 地 図 3- 軟 弱 地 盤 における 波 形 スペクトル 比 の 比 較 を 行 う 地 点 ( ) 背 景 は 若 松 他 (7)による 地 形 区 分 3

63 図 33-1 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 計 算 結 果 による 警 固 断 層 を 横 切 る 線 上 の 地 点 における 速 度 波 形 および 地 表 / 工 学 的 基 盤 上 面 のフーリエスペクトル 比 (ケース )

64 図 33- 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 に 関 する 応 答 計 算 結 果 による 埋 め 立 て 地 の 軟 弱 地 盤 における 速 度 波 形 および 地 表 / 工 学 的 基 盤 上 面 のフーリエスペクトル 比 地 点 は 海 の 中 道 (33991; 上 段 )と 百 道 浜 (3313; 下 段 )

65 ケース 1 ケース ケース 3 ケース 図 3 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 と 計 算 結 果 との 比 較 ( 地 表 最 大 速 度 の 比 観 測 点 位 置 は 図 3 を 参 照 )

66 ケース 1 ケース ケース 3 ケース 7 図 3 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 と 計 算 結 果 との 比 較 ( 計 測 震 度 の 差 観 測 点 位 置 は 図 3 を 参 照 )

67 図 3-1 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 と 計 算 結 果 との 比 較 ( 速 度 波 形 および 減 衰 %の 擬 似 速 度 応 答 スペクトル psv)

68 図 3- 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 と 計 算 結 果 との 比 較 9

69 図 3-3 年 福 岡 県 西 方 沖 の 地 震 の 観 測 記 録 と 計 算 結 果 との 比 較