工学院大学建築系学科久田研究室 2004 年度卒業論文梗概
東京都を対象とした表層地盤の地盤増幅特性に関する研究(その 1)
D3-01006 大橋
1.はじめに

薫マッピングする。そして、任意の PS 検層データから近関東地震は、火災だけでなく地震の揺れそのものも史い位置にある地盤断面図を選択する。次に、地盤断面図上稀にみる災害を引き起こした。激震によって倒れた木の画像データから PS 検層データと対応する地質を割り造家屋の統計から関東地震の全潰率を求め、それをベー出し、それを PS 検層データに新たなデータとして追加

スに関東全域の震度分布を推定した結果、震源の真上とする。最後に、PS 検層データ、地盤断面図、PS 検層デなった神奈川県や千葉県南部でも、震度の大きさは一様ータと地盤断面図の位置を、整理し一つにまとめる。以でなかった 1) 。こうした揺れの差は、地質構造によるも上が作成したデータベースと地盤断面図の整理の手法でので、同じ地域で周辺よりも激しく揺れた場所は、比較ある。

的新しい時代にできた軟弱な表層地盤で形成されていた。

また、今回の地質の分類には、国土交通省が地盤断面震源から離れた東京の下町や埼玉県東部で大きく揺れた図と共に公開している地質分類表 3) を使用した。その内のも同様に軟弱な表層地盤により地震波が増幅されたこ

容を表 1 に示す。
表1とによるものである。
地質記号
YucYus
Yug
Ylc
Yls
Ylg
Nac
Nas
AcAs
Ag
Al

こうしたことからも、地震被害と地盤の関係が密接であることがわかる。このため、表層地盤の増幅特性を適切に評価し、さらに整備され利用しやすい形で地盤データをデータベース化することが有効である。
そこで、本研究では数多くの地盤データ、PS 検層など

土質粘土
砂
砂礫
粘土
砂
砂礫
粘土
砂粘土
砂
砂礫
粘土・砂・砂礫

使用した地質分類表

地層

地質年代

上部 有
楽町
下部 層

完
新世

七号地層

沖積層

地層
地質記号
土質
地質年代
Tcg
砂礫btg-1
砂礫礫層
後Mg
砂礫期
btg-2
砂礫
更Lm
ローム・凝灰質粘土 ローム層
新bl
ローム・凝灰質粘土 埋没ローム
世
Toc
粘土
東京層
Tos
砂Tog
東京礫層
砂礫
中期更新世
Ed江戸川層粘土・砂・砂礫

後期
更新世

泥岩・砂岩・礫岩Ka

上総層群 前期更新世の地盤資料が整っている東京都において、公開されているデータを収集・整理し、それを元に地盤データベース

2.2.作成したデータベースの比較・検討を作成、各地質における地盤特性を検討し、増幅特性を今回作成したデータの整合性をとるため、既存資料の評価するのに必要な Vs（S 波速度）を使用した経験式を値との比較を行った。図 1 は作成したデータベースの地提案する。また、本研究の目的として、ボーリングデー

質ごとの Vs と N 値の平均値と、既存の資料 4)5)6) から抜タなどから得られる N 値などの点情報に基づく推定式で粋した Vs と N 値の値とを比較したものである。図 1 かはなく、地質分類を考慮した深度と Vs の関係性から推らも分かるように、データの平均値は既存の資料の値と定式を提案し、ボーリングデータのない任意の地点でも、近い値を得ることができた。

面的に地盤速度構造を推定し、評価できるようにする。
最後に、提案する経験式の有効性を示すために、既往800

既存の資料作成したデータベースの平均値

700600

較を行う。

5005040Ｖs(m/s)の式との比較や常時微動結果などの既存のデータとの比

Ｎ30値

4003002.データ整備

既存の資料作成したデータベースの平均値

60

20

200

2.1.地盤データの収集及びデータベースの作成
本研究で使用した地盤データは、東京都土木技術研究

1010000
Yus Ylc Nac Ac Ag Lm bl Toc Tog Ed Ka3)

首都圏の地盤断面図 を用いた。

図1

地質

データベースの地質ごとの Vs・N 値の平均と既存の資料の値との比較

PS 検層データは、東京都 23 区および多摩地区東側の89 地点のデータを用い、データの内容としては、深度、Yuc Yus Ylc Yls Nac Nas Ac Ag Lm bl Toc Tos Tog Ed Ka

地質所 2) が公開している PS 検層データ、および国土交通省の3.経験式の提案

層厚、土質名称、N 値、密度、Vp（P 波速度）、Vs など作成したデータベースから推定式 を 提 案 す る(式 3.1)。

である。地盤断面図は、首都圏を南北方向、東西方向にまず地層の Vs と深度の依存性を検討し、Vs=aH b を満た約２km ごとに分割された 57 の地盤断面図である。

す回帰式を基本的な形式として作成した。次に各地層に本研究において、作成したデータベースと地盤断面図の整理の手法は、次のとおりである。
初めに、PS 検層データと地盤断面図の位置情報を GIS
D3-01006

おいて誤差が最小になる係数を求めた。
江戸川層・東京礫層は Vs と深度の関係性がみられなかったため、平均値を採用した。

また、作成の過程で既往の経験式などを指標に、あまめた。その解析結果から求められた各地点の卓越周期と、りにもずれたデータはデータベース作成時のエラー値と大町らによる東京都区部の常時微動から推定した地盤のして、あらかじめ除いて作成した。

卓 越 周 期 の 分 布 マ ッ プ 8) と を 照 ら し 合 わ し 比 較 し た (図0.65 0.5  有楽町層(砂・砂礫) 有楽町層(粘土)0.839 七号・沖積層(砂・砂礫)
0.624 七号・沖積層(粘土)Vs = 78.649 H 0.417  (3.1)
1.
436礫層



0.873 ローム層
 東京層
1.088  1.143  上総層4)。その結果、本研究で得られた卓越周期のデータは、数は少ないものの大町らの分布マップと近い傾向がみられた。

東京礫層：Vs=454(m/s)、江戸川層：Vs=492(m/s)
4. 提案した推定式の検討
4.1 既往の式との比較
今回提案する推定式の精度をみるため、既往の式 7) との比較を行った。図 2・3 は今井式、太田・後藤式、正木式および今回提案する推定式から求めた推定 Vs の正解値からのばらつきを比較したものである。

図 4 大町らの地盤の卓越周期の分布マップとまた図中の括弧内に、(推定 Vs−実測 Vs)/実測 Vs の絶対値からばらつきを数値で評価した。0 に近いほどばらつきは小さいことを表す。

本研究で推定した卓越周期の比較
5. まとめ
これまで、N 値を用いた Vs の推定に関する研究は数

その結果、深度・地質年代の 2 つのみをパラメータと多 く 行 わ れ て き て い る が 、 ボ ー リ ン グ デ ー タ か ら の Vs

している本研究の提案式から求めた推定値は、N 値・深の推定では点情報しか得ることができない。それに対し、度・土質分類・地質年代の 4 つをパラメータとしている

断面図を使用した深度をパラメータとする Vs の推定式

太田・後藤式や正木式から求めた推定値と比較すると、であれば面的に用いることができる。

やはりばらつきは大きくなるものの、全体的な傾向としては良い結果が得られたと言える。
沖積砂質系

600を提案した。

今井 (0.37)
太田、後藤 (0.21)
正木 (0.31)
本研究 (0.35)

推定Vs(m/s)

推定Vs(m/s)

について検討を行い、地質分類を考慮した Vs の推定式
沖積粘土系

600

今井 (0.23)
太田、後藤 (0.20)
正木 (0.25)
本研究 (0.27)

そこで本研究では、東京都を対象に深度と Vs の関係提案した推定式の精度をみるため、既往の式との比較を行った結果、N 値などのパラメータを与えていないことから太田・後藤式や正木式に比べるとやや精度は落ちるものの、Vs を推定するには耐えうる精度があることを

000200400
実測Vs(m/s)

0600

200400
実測Vs(m/s)

600

今後、地盤を補完して推定するなど、精度をさらにあ図 2 推定 Vs の正解値からのばらつきの比較(沖積層)
洪積砂質系

900

マップの作成などにもつながるものとなった。

000200400 600
実測Vs(m/s)

800

0200

400 600
実測Vs(m/s)

800

図 3 推定 Vs の正解値からのばらつきの比較(洪積層)
4.2 卓越周期の検討
最後に推定式を使用して作成した地盤モデルをVs=400(m/s)を基盤として解析し、増幅率と卓越周期を求D3-01006

げる必要がある。また、地盤速度構造を面的に評価できる推定式を提案できたことにより、地盤増幅率の３次元

今井 (0.42)
太田、後藤 (0.38)
正木 (0.38)
本研究 (0.35)

推定Vs(m/s)

今井 (0.26)
太田、後藤 (0.20)
正木 (0.31)
本研究 (0.22)

推定Vs(m/s)

洪積粘土系

900

確認することができた。

【謝辞】
本研究において客員研究員の久保智弘氏には多くの時間と労力をさいた熱心なご指導・ご協力をいただきました。ここに記して感謝の意を表します。
【参考文献】
1) 武村雅之：関東大震災 大東京の揺れを知る、鹿島出版会
2) 東京都土木技術研究所：http://www.doken.metro.tokyo.jp/
3) 国土交通省による国土調査のページ：http://tochi.mlit.go.jp/tockok/index.htm4) 社団法人地盤工学会：地盤工学会、『東京の地盤』ジオテクノート⑦5) N 値の話編集委員会編著：N 値の話、理工図書
6) 東京都：平成9 年直下型被害想定資料詳細版
7) 福和伸夫・他：GIS を用いた既存地盤資料を活用した都市域の動的地盤モデル
構築,日本建築学会技術報告集,第9 号,pp249-254,1999
8) 大町達夫・他：常時微動の水平動と上下動のスペクトル比を用いる地盤周期推定法の改良と適用,土木学会論文集No,489,pp251-260,1994.4