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 2）
D1-01028 岡本
１.研究の背景・目的

典之

図 １ (b)の 微 地 形 分 類 図 は 精 度 の 高 い 詳 細 な 地 形 分 類 図関東大震災では軟弱な地盤といわれる下町低地においだが地域が限られている。て震度が高く、大きな被害を被ったことが確認されてい研究の流れは東京都における PS 検層データを利用し、る。これは、表層地盤の増幅特性により地震動が増幅しその地点に対応する地形分類図から経験的方法によりたためである。こうしたことから、表層地盤の増幅特性

AVS30 を算出し、地形分類図の精度による値の違いを比を適切に評価する必要がある。また、地盤上の構造物は較する。次に、実測による周波数特性を考慮した地盤増様々な周期特性を持っており、耐震設計の面から見ると幅特性を評価する。また、増幅特性に関して下町低地と周期特性を考慮した地盤増幅率の評価が必要である。

山手台地における比較を行う。

そこで本研究では東京都を対象として、周期特性を考慮した地盤増幅特性を評価することを目的とし、表層地３.各地点における AVS30 の比較

盤特性の実測による値と既往の論文との対応の比較や、ここでは、50m メッシュ、500ｍメッシュ、東京都の地盤増幅率と密接な関係がある AVS30（地表から 30ｍま微地形分類から PS 検層の各地点における地形分類を読での平均 S 波速度）の、地形分類データの精度の違いにみ取り AVS30 を算出し比較する。本研究では、松岡・翠よる比較を行う。

川 ４ ）により提案された微地形と標高から地盤の平均 S 波速度を推定する経験式を使用した（式１）。その結果を表

２.本研究で使用したデータおよび研究の流れ
本研究で使用するデータは、実測の地盤データとして1）２に示す。50m メッシュ、500ｍメッシュ、東京 都の微地形分類の地形データから算出した AVS30 は、おおむねが所有している PS 検層データ（PS良 好 な 値 を 示 し て お り 誤 差 の 絶 対 値 も 45〜 57(m/s)程 度

強震、PS 検層、PS 大深度）計 89 点を使用する。また、である。また、地形データが詳細になるほど良い値を示

AVS30 を推定するための地形分類図は本研究室で作成さすことが確認できた。

東京都土木研究所

れた 500m メッシュ ２ ）、500m メッシュを元に作成された

log AVS 30 = a + b log H

50m メッシュ ３ ）、東京都土木研究所から提供して頂いた（式１）

AVS 30：地表から 30ｍまでの平均 S 波速度データを基に作成した微地形分類図を使用した(図 1)。

H：標高a , b ：地形と標高から決まる係数
表１

式１に対応する係数

回帰係数
ab2.660
山地
台地
2.1 0.21
2.04 0.23
扇状地
0
砂州・砂丘 2.34
自然堤防 2.13 0.17
谷底平野 2.06 0.22
三角州
2.1902.21 0.08
埋立地
地形分類

(a) 地形分類図(紙地図)(b) 微地形分類図

データ数
50ｍ 500ｍ444942453300471416910

表２
母体数

地形分類の比較
500m50m8585

微地形64

誤差の平均値 57.814 56.59 45.683
誤差の標準偏差 51.168 49.127 42.441
AVSの相関係数 0.583 0.603 0.662

次に、同じ地点において 500m メッシュの地形データ(c) 500ｍメッシュ
図１(d) 50ｍメッシュ

本研究で使用した地形分類図と 50m メッシュの地形データで AVS30 の値に違いが見られた点について比較する。図２は PS 検層の得られた地点での比較である。50ｍメッシュの地形データの方が図１(c)の 500ｍメッシュの地形データは図１(a)の地形より詳細に地形を表現していることがわかる。

分類の紙地図を基に、500ｍメッシュ単位でそのメッシュ500m メッシュの地形データと 50m メッシュの、PS 検内における最大の割合の地形をデジタル化したものであ層の得られた地点での地形データの比較では、500m メる。図１(d)の 50ｍメッシュの地形データは、500ｍメッッ シ ュ の 地 形 デ ー タ で は 誤 差 の 絶 対 値 の 平 均 は 76(m/s)

シュの地形データを基に数値標高データと GIS を用いて程度、50ｍメッシュの地形データでは 61(m/s)程度であり、空間的な補正を行い地形の精度を向上させたものである。

50ｍメッシュの地形データの方が良い値を示した。また、

D1-01028

相関係 数 に お い て も 50m メ ッシ ュ の 地 形 デー タの方が増幅率を推定する式（式２）を使用し比較した。実測値良い値を示す結果となった（表３）。と式２を使用した推定値の地盤種別毎の平均の比較を行以上から、地形と標高から AVS30 を推定する場合、使ったものを表６に示す。短周期領域の Fa では実測値と推用する地形データは詳細なものの方が有効であることが定値の値に開きが出る結果となった。それに対し、長周確認できた。

期領域の Fv では実測値と推定式の値が近い値を示して表３500m と 50m のおり、Vs と地盤増幅率の関係性が見られた。

AVS30 の比較
母体数(a) 500m メッシュ
500m

誤差の平均値

500m50m

111175.801 60.974

誤差の標準偏差 68.1852.888

AVSの相関係数 0.3660.528（式２）
log Fa, Fv = a1 + a 2 * log( I + a3)
ここで、a1 ~ a3 は表５に示す回帰係数、 I は基盤での最大加速度値（cm/s 2 ）を示す。
表５(a) 紙地図500m500m

平均 S 波速度に基づく地盤種別と回帰係数

V30 in m/s
a1
地盤種別V30＞1500
A-0.070760＜V30≦1500
B0.000460＜V30≦760
C10.174
360＜V30≦460
C21.019
250＜V30≦360
D11.146
180＜V30≦250
D21.421V30≦180
E1.981(b) 500m メッシュ(c) 50m メッシュ
図２ PS 検層の得られた地点での比較

表６Fa
a2
0.000
0.000
0.000
-0.336-0.371-0.499-0.733a3
a1
0.000 -0.124
0.000 0.000
0.000 0.236
199.9 0.288
132.6 0.362
79.6 0.475
69.5 0.923

Fv
a2
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000-0.010-0.178a30.000
0.000
0.000
0.0000.000
170.8160.6

実測値と推定値の平均の比較

FaFv
地盤種別 データ数 実測値 推定値 実測値 推定値
C122.602 1.493 2.065 1.722
C272.964 1.537 2.058 1.941
D1293.330 1.853 2.237 2.301
D226
3.311 1.977 2.787 2.823
E211.836 2.223 2.734 3.111

４.地盤増幅率の評価
まず、PS 検層データの各地点における地盤増幅率を重複反射理論 ５ ） により求めた。これにより求められた増幅率を山手台地と下町低地に分類し、平均を表したものを６.まとめ

図３に示す。山手のピークが Fa 領域に、下町のピークが本研究では地震動推定に必要な表層地盤特性を、精度Fv 領域にきていることがわかる。これは、下町地区は沖の違うデータベースを用いて比較を行い、精度の高い表積層が厚く堆積しており、その影響で卓越周期が長周期

層地盤特性のデータベースを作成するための確認を行っ側に移行したためと考えられる。次に、下町と山手の卓た。

越周期を比較したものを表４に示す。ここでは約 0.4(秒)地形分類は地形データが詳細になるほど、地形と標高の開きが出る結果となった。このことから地盤の構造にから AVS30 を推定した結果と PS 検層の実測値との相関より、周期特性も変化することがわかる。

が良い値を示すことが確認できた。また、地盤増幅率に関しては、一般的に良好な地盤とされる山手台地と、軟4
下町
山手

表４

増幅率

3

下町と山手の比較
下 町 山 手平均(秒) 0.630.92
最大0.09最小データ数 1621Fa0.280.930.0764Fv

弱な地盤とされる下町低地とに明確な違いが認められ、地盤の構造により増幅特性と周期特性が変化することが認められた。
今後の課題は PS 検層データを、東京都に限らず様々な地域で収集しデータ数を増加させ、より精度の高い表層地盤特性のデータベースを作成する必要がある。

00

図３0.5

周期（ｓ）

11 .5

下町と山手の増幅率の平均

５.Fa、Fv 領域の地盤増幅率の評価
ここでは４項で求めた地盤増幅率を、短周期領域（周期 0.1〜0.5 秒）の Fa、長周期領域（周期 0.5〜1.5 秒）のFv（図３参照）に分類し、内山・翠川 ６ ） の提案した平均S 波速度（Vs）に基づく地盤分類から Fa、Fv 領域の地盤
D1-01028【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) 東京都土木技術研究所：http://www.doken.metro.tokyo.jp/
2) 久保智弘・他：全国地形分類図による表層地盤特性のデータベース化、および、面的な早期地震動被害推定への適用、地震2､56､pp21-37､2003
3) 鄭炳表・他：地震災害予測のための大都市圏強震動シミュレータの開発
4) 松岡・翠川：国土数値情報を利用した地震ハザードの総合的評価､物理探求､
vol.48､No.6､1995､pp519-529
5) 社団法人地盤工学会：地盤工学会、『地震動』ジオテクノート⑨6) 内山・翠川 ：地震記録および非線形応答解析を用いた地盤分類別の地盤増幅率の評価､日本建築学会構造系論文集､571､pp87-93､2003