JP2000121743A - 地震動分布の評価方法 - Google Patents
地震動分布の評価方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な準備で精度のよい広域的なＳＩ値分布
を推定する。 【解決手段】 ＳＩ値分布を推定する対象地域に複数の
観測点を設定する（ｓ２）。観測点のうちの１つを参照
点とし、地盤の増幅特性を予め把握しておく。各地点で
常時微動を観測し（ｓ３）、強震時の地表面最大速度の
増幅特性の指標であるＶｉ値を算出する（ｓ４）。地震
を想定し（ｓ５）、最大速度の距離減衰式から基盤にお
ける最大速度を算出する（ｓ６）。常時微動観測から得
られるＶｉ値を経験に基づいて補正し、ＳＩ値に対応す
る地表面最大速度の増幅特性を表すように補正した補正
Ｖｉ値から、地表面でのＳＩ値を推定する（ｓ７）。
を推定する。 【解決手段】 ＳＩ値分布を推定する対象地域に複数の
観測点を設定する（ｓ２）。観測点のうちの１つを参照
点とし、地盤の増幅特性を予め把握しておく。各地点で
常時微動を観測し（ｓ３）、強震時の地表面最大速度の
増幅特性の指標であるＶｉ値を算出する（ｓ４）。地震
を想定し（ｓ５）、最大速度の距離減衰式から基盤にお
ける最大速度を算出する（ｓ６）。常時微動観測から得
られるＶｉ値を経験に基づいて補正し、ＳＩ値に対応す
る地表面最大速度の増幅特性を表すように補正した補正
Ｖｉ値から、地表面でのＳＩ値を推定する（ｓ７）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広域的に地震動の
分布を推定し、被害の予測や復旧対策を行うための地震
動分布の評価方法に関する。
分布を推定し、被害の予測や復旧対策を行うための地震
動分布の評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、たとえば都市ガスを供給する
ガス事業者は、大規模な地震が生じても、都市ガスの供
給を維持することができるように種々の対策を施してい
る。しかしながら、発生する可能性がきわめてまれな大
地震にも耐えられるように都市ガス供給用の配管網を整
備することは、経済的な負担が大きくなってしまう。そ
こで、地震動の強度の指標として地表面最大速度のスペ
クトル強度であるＳＩ（Spectrum Intencity）値がある
一定の値、たとえば６０カイン（ｋｉｎｅ）となるとき
を基準に、各種規制や緊急対策などが採られる。
ガス事業者は、大規模な地震が生じても、都市ガスの供
給を維持することができるように種々の対策を施してい
る。しかしながら、発生する可能性がきわめてまれな大
地震にも耐えられるように都市ガス供給用の配管網を整
備することは、経済的な負担が大きくなってしまう。そ
こで、地震動の強度の指標として地表面最大速度のスペ
クトル強度であるＳＩ（Spectrum Intencity）値がある
一定の値、たとえば６０カイン（ｋｉｎｅ）となるとき
を基準に、各種規制や緊急対策などが採られる。
【０００３】図１１は、ＳＩ値の算出方法を示す。固有
周期Ｔの１自由度系の応答速度の最大値をＳｖ（Ｔ）と
し、Ｔ＝０．１秒から２．５秒までの積分値の平均値を
ＳＩ値とする。
周期Ｔの１自由度系の応答速度の最大値をＳｖ（Ｔ）と
し、Ｔ＝０．１秒から２．５秒までの積分値の平均値を
ＳＩ値とする。
【０００４】
【数１】
【０００５】実際に地震が発生するときに、地表面での
振動の大きさは、地震の規模、震源までの距離、地盤の
構造などによって変化する。このうち、震源となる可能
性がある場所については、いわゆる断層線など、ある程
度明らかになっている。したがって、想定される地震に
対して地表面での地震動の大きさの指標となるＳＩ値分
布をいかに予測するかが重要である。
振動の大きさは、地震の規模、震源までの距離、地盤の
構造などによって変化する。このうち、震源となる可能
性がある場所については、いわゆる断層線など、ある程
度明らかになっている。したがって、想定される地震に
対して地表面での地震動の大きさの指標となるＳＩ値分
布をいかに予測するかが重要である。
【０００６】想定地震を考えた場合のＳＩ値の分布を予
測する手法には、 距離減衰式などで求めた工学的基盤での加速度応答ス
ペクトルに、地形条件やボーリングデータ等から得られ
る地盤の非線形性を考慮した応答スペクトル増幅率のデ
ータべースを用い、地表面加速度応答スペクトルを求
め、経験式でＳＩ値に換算する。 経験的なＳＩ値の距離減衰式を用いて、ＳＩ値分布を
推定する。 等がある。
測する手法には、 距離減衰式などで求めた工学的基盤での加速度応答ス
ペクトルに、地形条件やボーリングデータ等から得られ
る地盤の非線形性を考慮した応答スペクトル増幅率のデ
ータべースを用い、地表面加速度応答スペクトルを求
め、経験式でＳＩ値に換算する。 経験的なＳＩ値の距離減衰式を用いて、ＳＩ値分布を
推定する。 等がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】想定地震を考えた場合
のＳＩ値の分布を評価する手法には前述のようなや
が知られている。しかしながら、の手法では、地盤の
非線形性を考慮した応答スペクトル増幅率データベース
構築に、地形条件やボーリングデータ等を収集する必要
がある。広域的にデータベースを構築するためには、膨
大な費用や労力が必要となる。また、のＳＩ値の距離
減衰式は、推定のバラツキが大きく、精度の信頼性が乏
しい。
のＳＩ値の分布を評価する手法には前述のようなや
が知られている。しかしながら、の手法では、地盤の
非線形性を考慮した応答スペクトル増幅率データベース
構築に、地形条件やボーリングデータ等を収集する必要
がある。広域的にデータベースを構築するためには、膨
大な費用や労力が必要となる。また、のＳＩ値の距離
減衰式は、推定のバラツキが大きく、精度の信頼性が乏
しい。
【０００８】本発明の目的は、簡易的に収集することが
できるデータに基づいて広域的な地震動分布の予測を精
度よく行うことができる地震動分布の評価方法を提供す
ることである。
できるデータに基づいて広域的な地震動分布の予測を精
度よく行うことができる地震動分布の評価方法を提供す
ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、地震動分布を
評価すべき地域内に、基盤からの地表面最大速度の増幅
率が予め求められる参照点を設定し、該地域内に複数の
観測点を設定し、該参照点および該観測点の各地点で、
常時微動を時間領域データとして観測し、各地点で、常
時微動の時間領域データを周波数領域データに変換し、
水平成分と鉛直成分との比を振動の固有周期について積
分して、強震時の地表面最大速度の増幅特性の指標であ
るＶｉ値を求め、各観測点のＶｉ値について、該参照点
でのＶｉ値に対する比を求め、求められた比に従い、該
参照点での地表面最大速度の増幅率から各観測点での地
表面最大速度の増幅率を求め、基盤での地震動の伝播状
態が与えられるとき、各地点での地表面最大速度の増幅
率に従って、地表面最大速度と、地震動の強度を表す指
標であるＳＩ値との分布を推定することを特徴とする地
震動分布の評価方法である。
評価すべき地域内に、基盤からの地表面最大速度の増幅
率が予め求められる参照点を設定し、該地域内に複数の
観測点を設定し、該参照点および該観測点の各地点で、
常時微動を時間領域データとして観測し、各地点で、常
時微動の時間領域データを周波数領域データに変換し、
水平成分と鉛直成分との比を振動の固有周期について積
分して、強震時の地表面最大速度の増幅特性の指標であ
るＶｉ値を求め、各観測点のＶｉ値について、該参照点
でのＶｉ値に対する比を求め、求められた比に従い、該
参照点での地表面最大速度の増幅率から各観測点での地
表面最大速度の増幅率を求め、基盤での地震動の伝播状
態が与えられるとき、各地点での地表面最大速度の増幅
率に従って、地表面最大速度と、地震動の強度を表す指
標であるＳＩ値との分布を推定することを特徴とする地
震動分布の評価方法である。
【００１０】本発明に従えば、地震動分布を評価すべき
地域内に参照点と複数の観測点とを設定する。参照点で
は、基盤からの地表面最大速度の増幅率が予め求められ
る。参照点および観測点の各地点で、常時微動を時間領
域データとして観測し、周波数領域データに変換して、
水平成分と鉛直成分との比を振動の固有周期について積
分し、強震時の地表面最大速度の増幅特性の指標である
Ｖｉ値を求める。各観測点で得られるＶｉ値について、
参照点でのＶｉ値との比を求め、参照点での地表面最大
速度の増幅率から各観測点での地表面最大速度の増幅率
を求める。各観測点での地表面最大速度の増幅率が求め
られるので、基盤での地震動の伝播状態が与えられる
と、各地点での地表面最大速度の増幅率に従って、地表
面最大速度と、地震動の強度を表す指標であるＳＩ値を
求め、地域内での分布を推定することができる。各地点
での常時微動の観測は、地形条件やボーリングデータ等
を収集してのデータベース構築よりは簡易に行うことが
でき、ＳＩ値の距離減衰式による簡易な方法よりは高精
度で信頼性の高い推定を行うことができる。
地域内に参照点と複数の観測点とを設定する。参照点で
は、基盤からの地表面最大速度の増幅率が予め求められ
る。参照点および観測点の各地点で、常時微動を時間領
域データとして観測し、周波数領域データに変換して、
水平成分と鉛直成分との比を振動の固有周期について積
分し、強震時の地表面最大速度の増幅特性の指標である
Ｖｉ値を求める。各観測点で得られるＶｉ値について、
参照点でのＶｉ値との比を求め、参照点での地表面最大
速度の増幅率から各観測点での地表面最大速度の増幅率
を求める。各観測点での地表面最大速度の増幅率が求め
られるので、基盤での地震動の伝播状態が与えられる
と、各地点での地表面最大速度の増幅率に従って、地表
面最大速度と、地震動の強度を表す指標であるＳＩ値を
求め、地域内での分布を推定することができる。各地点
での常時微動の観測は、地形条件やボーリングデータ等
を収集してのデータベース構築よりは簡易に行うことが
でき、ＳＩ値の距離減衰式による簡易な方法よりは高精
度で信頼性の高い推定を行うことができる。
【００１１】また本発明は、前記各地点で求められる前
記Ｖｉ値を、経験的に知られている関係式に従って、前
記ＳＩ値に対応する地表面最大速度についての増幅率を
表すように補正し、補正されたＶｉ値をＳＩ値に換算す
ることを特徴とする。
記Ｖｉ値を、経験的に知られている関係式に従って、前
記ＳＩ値に対応する地表面最大速度についての増幅率を
表すように補正し、補正されたＶｉ値をＳＩ値に換算す
ることを特徴とする。
【００１２】本発明に従えば、Ｖｉ値を経験的に知られ
ている関係式に従って、地震動の評価指標であるＳＩ値
に対応するように補正するので、補正されたＶｉ値から
ＳＩ値に換算することによって、広域的なＳＩ値分布を
容易にかつ高精度に推定することができる。
ている関係式に従って、地震動の評価指標であるＳＩ値
に対応するように補正するので、補正されたＶｉ値から
ＳＩ値に換算することによって、広域的なＳＩ値分布を
容易にかつ高精度に推定することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
の地震動の分布の評価の手順を示す。ステップｓ１から
評価を開始し、ステップｓ２では、地震動の分布を推定
する対象となる地域を設定する。また、設定される地域
内に、常時微動を観測する観測点とそのうちの１つとし
ての参照点とを設定する。ステップｓ３では、各地点で
常時微動の観測を行う。常時微動の観測は、複数の地点
で同時に行うこともでき、また１箇所ずつ移動しながら
順次観測することもできる。ステップｓ４では、各地点
での常時微動観測結果に基づき、強震時の地表面最大速
度の増幅特性を示すＶｉ値の算出を行って、Ｖｉ値を求
める。
の地震動の分布の評価の手順を示す。ステップｓ１から
評価を開始し、ステップｓ２では、地震動の分布を推定
する対象となる地域を設定する。また、設定される地域
内に、常時微動を観測する観測点とそのうちの１つとし
ての参照点とを設定する。ステップｓ３では、各地点で
常時微動の観測を行う。常時微動の観測は、複数の地点
で同時に行うこともでき、また１箇所ずつ移動しながら
順次観測することもできる。ステップｓ４では、各地点
での常時微動観測結果に基づき、強震時の地表面最大速
度の増幅特性を示すＶｉ値の算出を行って、Ｖｉ値を求
める。
【００１４】ステップｓ５では、対象となる地域に生じ
得る地震を想定する。地震の想定は、震源の位置、地震
の規模などを設定し、基盤における最大速度の距離減衰
式などを用いて、各地点の基盤における最大速度をステ
ップｓ６で求める。ステップｓ７では、常時微動観測か
ら得られるＶｉ値を補正し、ＳＩ値の増幅特性を表す指
標として補正Ｖｉ値を求め、地表面のＳＩ値を求める。
各地点でＳＩ値が求められると、対象となる地域につい
てのＳＩ値分布を評価することができる。たとえば、都
市ガスの供給事業では、供給地域を複数のブロックに分
割し、各ブロック内で地震発生時にＳＩ値が６０ｋｉｎ
ｅ（カイン）以上となると都市ガスの供給を停止する。
ステップｓ８でＳＩ値による分布評価の手順を終了す
る。
得る地震を想定する。地震の想定は、震源の位置、地震
の規模などを設定し、基盤における最大速度の距離減衰
式などを用いて、各地点の基盤における最大速度をステ
ップｓ６で求める。ステップｓ７では、常時微動観測か
ら得られるＶｉ値を補正し、ＳＩ値の増幅特性を表す指
標として補正Ｖｉ値を求め、地表面のＳＩ値を求める。
各地点でＳＩ値が求められると、対象となる地域につい
てのＳＩ値分布を評価することができる。たとえば、都
市ガスの供給事業では、供給地域を複数のブロックに分
割し、各ブロック内で地震発生時にＳＩ値が６０ｋｉｎ
ｅ（カイン）以上となると都市ガスの供給を停止する。
ステップｓ８でＳＩ値による分布評価の手順を終了す
る。
【００１５】図２は、地震動の発生時に、地震計によっ
て観測される振動波形を示す。図２（ａ）は加速度Ａの
波形を示し、図２（ｂ）は速度Ｖの波形を示す。地震動
は、一般に地下の震源地から発生し、基盤を伝播する。
地表面では、地震波が地盤中を通過する間に増幅され
る。増幅率は、地盤の深さや構造に伴って変化する。地
盤の構造を、正確に把握するためには、ボーリングを行
って、地盤の構造を分析する必要があるけれども多大な
手間と労力とを要する。本実施形態では、地盤の増幅特
性をボーリング等を行って把握するのは、参照点の１箇
所に留める。その複数の観測点では、常時微動の観測を
行う。常時微動は、図２（ａ），（ｂ）では、地震動の
前後の平坦な部分として表示される程度の微小な振動で
あり、言わばバックグラウンドノイズのように常時観測
可能な振動である。常時微動は、通常数１０μｍ程度の
微動であり、風や波などの自然の力や、交通機関や工場
などの人工的な力などによって発生している。加速度お
よび速度のピーク値が、地表面最大加速度Ａｍａｘおよ
び地表面最大速度Ｖｍａｘである。
て観測される振動波形を示す。図２（ａ）は加速度Ａの
波形を示し、図２（ｂ）は速度Ｖの波形を示す。地震動
は、一般に地下の震源地から発生し、基盤を伝播する。
地表面では、地震波が地盤中を通過する間に増幅され
る。増幅率は、地盤の深さや構造に伴って変化する。地
盤の構造を、正確に把握するためには、ボーリングを行
って、地盤の構造を分析する必要があるけれども多大な
手間と労力とを要する。本実施形態では、地盤の増幅特
性をボーリング等を行って把握するのは、参照点の１箇
所に留める。その複数の観測点では、常時微動の観測を
行う。常時微動は、図２（ａ），（ｂ）では、地震動の
前後の平坦な部分として表示される程度の微小な振動で
あり、言わばバックグラウンドノイズのように常時観測
可能な振動である。常時微動は、通常数１０μｍ程度の
微動であり、風や波などの自然の力や、交通機関や工場
などの人工的な力などによって発生している。加速度お
よび速度のピーク値が、地表面最大加速度Ａｍａｘおよ
び地表面最大速度Ｖｍａｘである。
【００１６】図３は、常時微動を観測し、観測結果から
Ｖｉ値を求めるための観測装置の概略的な構成を示す。
観測点の地表面には、水平方向の微動センサ１，２と上
下方向の微動センサ３を設置する。水平方向の微動セン
サ１，２は、北南（ＮＳ）方向と、東西（ＥＷ）方向と
の、直交する二方向に向けて設置する。上下方向の微動
センサ３は、上下（ＵＤ）の鉛直方向に向けて設置す
る。各微動センサ１，２，３からの出力信号は、増幅器
４で増幅され、シグナルコンディショナ５でノイズなど
の除去を行う。その出力は記録機６にリアルタイムで記
録され、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行うＦＦＴ
アナライザ７で時間領域のデータから周波数領域のデー
タに変換される。ＦＦＴ処理の結果はメモリ８に記憶さ
れる。動作用電力は、バッテリなどの電源９から供給さ
れ、複数の場所に移動して常時微動の観測を行うことが
できる。メモリ８に記憶されるデータは、パーソナルコ
ンピュータ１０などによって、さらに解析や演算処理を
行い、後述するようなＶｉ値などを求める。
Ｖｉ値を求めるための観測装置の概略的な構成を示す。
観測点の地表面には、水平方向の微動センサ１，２と上
下方向の微動センサ３を設置する。水平方向の微動セン
サ１，２は、北南（ＮＳ）方向と、東西（ＥＷ）方向と
の、直交する二方向に向けて設置する。上下方向の微動
センサ３は、上下（ＵＤ）の鉛直方向に向けて設置す
る。各微動センサ１，２，３からの出力信号は、増幅器
４で増幅され、シグナルコンディショナ５でノイズなど
の除去を行う。その出力は記録機６にリアルタイムで記
録され、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を行うＦＦＴ
アナライザ７で時間領域のデータから周波数領域のデー
タに変換される。ＦＦＴ処理の結果はメモリ８に記憶さ
れる。動作用電力は、バッテリなどの電源９から供給さ
れ、複数の場所に移動して常時微動の観測を行うことが
できる。メモリ８に記憶されるデータは、パーソナルコ
ンピュータ１０などによって、さらに解析や演算処理を
行い、後述するようなＶｉ値などを求める。
【００１７】図４は、図３に示す観測装置を用いて行う
常時微動の解析手順を示す。ステップａ０から解析を開
始し、ステップａ１では、水平方向２成分と鉛直方向１
成分の各成分１０組のデータを収集する。実際にはより
多くのデータを収集してその中からノイズの少ないデー
タを１０組選定することが好ましい。１つのデータの観
測に要する時間は、たとえば０．０１秒おきにデータを
サンプリングして、２０４８点のサンプリングが終了す
る時間である２０．４８秒である。次にステップａ２で
は、各成分をＦＦＴアナライザ７を用いてフーリエスペ
クトルに変換する。ステップａ３では、水平方向の２成
分を合成する。ステップａ４では、０．３ＨｚのＰａｒ
ｚｅｍウインドウを用いて平滑化を行う。ステップａ５
では、水平成分および上下成分のそれぞれの相乗平均を
求め、ステップａ６で水平の２次元スペクトルおよび上
下スペクトルを求める。ステップａ７では、水平成分と
上下成分のスペクトル比であるＨ／Ｖ−Ｒの計算を行
い、ステップａ８で解析を終了する。
常時微動の解析手順を示す。ステップａ０から解析を開
始し、ステップａ１では、水平方向２成分と鉛直方向１
成分の各成分１０組のデータを収集する。実際にはより
多くのデータを収集してその中からノイズの少ないデー
タを１０組選定することが好ましい。１つのデータの観
測に要する時間は、たとえば０．０１秒おきにデータを
サンプリングして、２０４８点のサンプリングが終了す
る時間である２０．４８秒である。次にステップａ２で
は、各成分をＦＦＴアナライザ７を用いてフーリエスペ
クトルに変換する。ステップａ３では、水平方向の２成
分を合成する。ステップａ４では、０．３ＨｚのＰａｒ
ｚｅｍウインドウを用いて平滑化を行う。ステップａ５
では、水平成分および上下成分のそれぞれの相乗平均を
求め、ステップａ６で水平の２次元スペクトルおよび上
下スペクトルを求める。ステップａ７では、水平成分と
上下成分のスペクトル比であるＨ／Ｖ−Ｒの計算を行
い、ステップａ８で解析を終了する。
【００１８】図５は、図４の解析手順に従って処理され
るデータの波形の例を示す。図５（ａ）および図５
（ｂ）は、図４のステップａ１で得られる水平成分およ
び上下成分の微動の例を示す。図５（ａ）の水平成分と
しては、実際にはもう１つの方向についても同様な波形
が得られる。図５（ｃ）および図５（ｄ）は、図４のス
テップａ２で得られるフーリエスペクトルを示す。図５
（ｅ）は、図５（ｃ）と図５（ｄ）との比から求められ
る、Ｈ／Ｖ−Ｒを示す。
るデータの波形の例を示す。図５（ａ）および図５
（ｂ）は、図４のステップａ１で得られる水平成分およ
び上下成分の微動の例を示す。図５（ａ）の水平成分と
しては、実際にはもう１つの方向についても同様な波形
が得られる。図５（ｃ）および図５（ｄ）は、図４のス
テップａ２で得られるフーリエスペクトルを示す。図５
（ｅ）は、図５（ｃ）と図５（ｄ）との比から求められ
る、Ｈ／Ｖ−Ｒを示す。
【００１９】地盤の揺れやすさの程度を示す指標として
のＶｉ値は、次の第２式に従って算出する。
のＶｉ値は、次の第２式に従って算出する。
【００２０】
【数２】
【００２１】第１式の積分範囲は、周期ＴがＴ１からＴ
２までであり、求められるＶｉ値が過去の地震動の強震
記録から得られる増幅率と対応するように設定する。本
件発明者らの検討結果では、０．１秒以上で５秒以下の
範囲が適切であると判明している。図６は、そのような
Ｖｉ値を求める積分範囲を斜線を施して示す。図６に示
すような積分範囲で求めるＶｉ値は、過去の地震動につ
いての強震記録に基づいて得られている地盤の増幅率
と、図７に示すように対応関係がある。
２までであり、求められるＶｉ値が過去の地震動の強震
記録から得られる増幅率と対応するように設定する。本
件発明者らの検討結果では、０．１秒以上で５秒以下の
範囲が適切であると判明している。図６は、そのような
Ｖｉ値を求める積分範囲を斜線を施して示す。図６に示
すような積分範囲で求めるＶｉ値は、過去の地震動につ
いての強震記録に基づいて得られている地盤の増幅率
と、図７に示すように対応関係がある。
【００２２】地表面での地震動の速度成分は、様々な周
期成分の波の重ね合わせで決まる。したがって、Ｈ／Ｖ
−Ｒから地盤の増幅特性を評価する際に、単一の周期成
分だけから地盤増幅率を求めると、信頼性に乏しくな
る。Ｖｉ値は実際の地震時の観測強震記録の結果を考慮
して、地盤の速度成分の増幅率を表すことになるＨ／Ｖ
−Ｒの積分範囲を、経験に基づいて最適となるように設
定している。また基盤から地盤中を地表面まで伝播する
地震動のうちの速度成分は、強震時においても非線形性
が小さく、線形性を有すると考えられる。これに対し
て、加速度成分は、強震時に飽和する特性を有し、非線
形と考えることができる。したがって微動観測結果とい
う線形性の記録から得られるＶｉ値も、速度成分に関し
ているので、強震時にも適用することが可能となる。
期成分の波の重ね合わせで決まる。したがって、Ｈ／Ｖ
−Ｒから地盤の増幅特性を評価する際に、単一の周期成
分だけから地盤増幅率を求めると、信頼性に乏しくな
る。Ｖｉ値は実際の地震時の観測強震記録の結果を考慮
して、地盤の速度成分の増幅率を表すことになるＨ／Ｖ
−Ｒの積分範囲を、経験に基づいて最適となるように設
定している。また基盤から地盤中を地表面まで伝播する
地震動のうちの速度成分は、強震時においても非線形性
が小さく、線形性を有すると考えられる。これに対し
て、加速度成分は、強震時に飽和する特性を有し、非線
形と考えることができる。したがって微動観測結果とい
う線形性の記録から得られるＶｉ値も、速度成分に関し
ているので、強震時にも適用することが可能となる。
【００２３】Ｖｉ値は、強震時の地表面最大速度の増幅
特性の指標であり、２地点間のＶｉ値の比が２地点間の
地表面最大速度の増幅率の比を表す。したがって、或る
地点を参照点として、増幅率を考える地盤に対し、基盤
からの地表面最大速度の増幅率が、地盤の応答解析等に
よって得られれば、参照点を基準とするＶｉ値を用い
て、他の地点の基盤からの地表面最大速度の増幅率を算
出することができる。
特性の指標であり、２地点間のＶｉ値の比が２地点間の
地表面最大速度の増幅率の比を表す。したがって、或る
地点を参照点として、増幅率を考える地盤に対し、基盤
からの地表面最大速度の増幅率が、地盤の応答解析等に
よって得られれば、参照点を基準とするＶｉ値を用い
て、他の地点の基盤からの地表面最大速度の増幅率を算
出することができる。
【００２４】図８は、地表面１１で間隔をあけて設定さ
れる２地点でＶｉ値で求められている状態を示す。Ａ点
ではＶｉ値として１５が得られ、Ｂ点ではＶｉ値として
５が得られている。地震動は、基盤１２の表面に沿って
伝播し、地表面１１には地盤１３中を伝播して、その間
に増幅される。図８で、Ａ点はＢ点の３倍（＝１５／
５）の増幅率を有している。或る地点の地表面最大速度
の絶対的な増幅率が既知であれば、他の地点の増幅率
は、Ｖｉ値の比で評価することができる。図８で、Ｂ点
の増幅率が１．５であれば、Ａ点はその３倍の４．５と
なる。
れる２地点でＶｉ値で求められている状態を示す。Ａ点
ではＶｉ値として１５が得られ、Ｂ点ではＶｉ値として
５が得られている。地震動は、基盤１２の表面に沿って
伝播し、地表面１１には地盤１３中を伝播して、その間
に増幅される。図８で、Ａ点はＢ点の３倍（＝１５／
５）の増幅率を有している。或る地点の地表面最大速度
の絶対的な増幅率が既知であれば、他の地点の増幅率
は、Ｖｉ値の比で評価することができる。図８で、Ｂ点
の増幅率が１．５であれば、Ａ点はその３倍の４．５と
なる。
【００２５】振動についての各種の評価を行うために
は、ＳＩ値の分布を知る必要があり、Ｖｉ値の分布から
ＳＩ値に換算する必要がある。図９に示すように、地表
面最大速度ＶｍａｘとＳＩ値との間では、点線で示すよ
うな硬質地盤の一般地区で次の第３式、実線で示すよう
な軟弱な地盤の湾岸埋立地区で次の第４式に従う関係が
あることが、経験的に知られている。
は、ＳＩ値の分布を知る必要があり、Ｖｉ値の分布から
ＳＩ値に換算する必要がある。図９に示すように、地表
面最大速度ＶｍａｘとＳＩ値との間では、点線で示すよ
うな硬質地盤の一般地区で次の第３式、実線で示すよう
な軟弱な地盤の湾岸埋立地区で次の第４式に従う関係が
あることが、経験的に知られている。
【００２６】 ＳＩ値 ＝ １．２×地表面最大速度 …（３） ＳＩ値 ＝ 地表面最大速度 …（４） 第３式および第４式の関係を用いれば、常時微動の観測
から得られるＶｉ値に対して、ＳＩ値の増幅特性を表す
ように補正することができる。なお、図９に示す地盤種
別は、Ｉ種地盤およびＩＩ種地盤が一般的な硬質地盤で
あり、ＩＩＩ種地盤は軟弱地盤である。
から得られるＶｉ値に対して、ＳＩ値の増幅特性を表す
ように補正することができる。なお、図９に示す地盤種
別は、Ｉ種地盤およびＩＩ種地盤が一般的な硬質地盤で
あり、ＩＩＩ種地盤は軟弱地盤である。
【００２７】想定地震に対して、各地点での地表面最大
速度やＳＩ値を算出するためには、各地点の基盤での微
振動の速度成分を算出する必要がある。速度成分の算出
は、たとえば次の第５式に示すような、Ｊｏｙｎｅｒお
よびＢｏｏｒｅが１９８１年に発表した距離減衰式で、
伝播速度Ｖｓｂ＝５００ｍ／ｓの工学的開放基盤におけ
る最大速度Ｖを算出する。
速度やＳＩ値を算出するためには、各地点の基盤での微
振動の速度成分を算出する必要がある。速度成分の算出
は、たとえば次の第５式に示すような、Ｊｏｙｎｅｒお
よびＢｏｏｒｅが１９８１年に発表した距離減衰式で、
伝播速度Ｖｓｂ＝５００ｍ／ｓの工学的開放基盤におけ
る最大速度Ｖを算出する。
【００２８】 logＶ＝−０.６７＋０.４８９Ｍｗ−logｒ−０.００２５６ｒ …（５） ここで、Ｍｗは地震の規模のモーメントマグニチュード
を表し、ｒは次の第６式によって計算される。第６式で
ｄは、観測地点から震源となる横づれ断層線までの最短
距離を示す。
を表し、ｒは次の第６式によって計算される。第６式で
ｄは、観測地点から震源となる横づれ断層線までの最短
距離を示す。
【００２９】 ｒ＝（ｄ2＋４2）1/2 …（６） 図１０は、京都市域を対象に、複数の地点で自動観測を
行い、各地点でＶｉ値を算出し、五条を参照点２０とし
て、基盤からの地表面最大速度の増幅率を用いてＳＩ値
の増幅特性を評価した例を示す。地震動は、黄檗断層を
震源２１とし、マグニチュードＭ＝７．０で発生してい
ると想定している。各地点で常時微動観測によるＶｉ値
が得られていれば、異なる震源に対しても、同様にＳＩ
値の分布を求めることができる。
行い、各地点でＶｉ値を算出し、五条を参照点２０とし
て、基盤からの地表面最大速度の増幅率を用いてＳＩ値
の増幅特性を評価した例を示す。地震動は、黄檗断層を
震源２１とし、マグニチュードＭ＝７．０で発生してい
ると想定している。各地点で常時微動観測によるＶｉ値
が得られていれば、異なる震源に対しても、同様にＳＩ
値の分布を求めることができる。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、地域内の
複数地点で常時微動を観測し、観測結果に基づいて各地
点で強震時の地表面最大速度の増幅特性の指標であるＶ
ｉ値を求め、予め地盤の特性から地表面最大速度の増幅
率が判明している参照点でのＶｉ値との比から、各地点
での増幅率を求めることができる。各地点での増幅率が
求められるので、基盤での地震動の伝播状態が与えられ
れば、地表面での地震動分布を増幅率に基づいて推定
し、地表面最大速度およびＳＩ値の分布を推定すること
ができる。各地点で常時微動の観測を行えばよいので、
ボーリングなどを行うよりも簡易に、広範囲にわたる地
震動の分布の推定を行うことができる。
複数地点で常時微動を観測し、観測結果に基づいて各地
点で強震時の地表面最大速度の増幅特性の指標であるＶ
ｉ値を求め、予め地盤の特性から地表面最大速度の増幅
率が判明している参照点でのＶｉ値との比から、各地点
での増幅率を求めることができる。各地点での増幅率が
求められるので、基盤での地震動の伝播状態が与えられ
れば、地表面での地震動分布を増幅率に基づいて推定
し、地表面最大速度およびＳＩ値の分布を推定すること
ができる。各地点で常時微動の観測を行えばよいので、
ボーリングなどを行うよりも簡易に、広範囲にわたる地
震動の分布の推定を行うことができる。
【００３１】また本発明によれば、経験式に従ってＶｉ
値を補正してＳＩ値を求めることができるので、地震動
の大きさの指標であるＳＩ値の分布を容易に推定するこ
とができる。
値を補正してＳＩ値を求めることができるので、地震動
の大きさの指標であるＳＩ値の分布を容易に推定するこ
とができる。
【図１】本発明の実施の一形態で地表面のＳＩ値分布を
評価する手法を示すフローチャートである。
評価する手法を示すフローチャートである。
【図２】地震動で地震計が計測する加速度および速度の
波形図である。
波形図である。
【図３】常時微動を観測する計測装置の概略的な電気的
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図４】図３の観測結果から常時微動の水平成分と鉛直
成分との比Ｈ／Ｖ−Ｒを算出する手順を示すフローチャ
ートである。
成分との比Ｈ／Ｖ−Ｒを算出する手順を示すフローチャ
ートである。
【図５】図４の算出手順の途中でのデータ波形を示す形
状の例を示すグラフである。
状の例を示すグラフである。
【図６】Ｈ／Ｖ−Ｒの一定の周期範囲を積分して得られ
るＶｉ値を示すグラフである。
るＶｉ値を示すグラフである。
【図７】表面最大速度の増幅率とＶｉ値との対応関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図８】Ｖｉ値が異なる２地点を示す簡略化した断面図
である。
である。
【図９】地盤種別の違いによる地表面最大速度Ｖｍａｘ
とＳＩ値との対応関係を示すグラフである。
とＳＩ値との対応関係を示すグラフである。
【図１０】本発明を京都地域を対象として実施した場合
のＳＩ値分布の例を示す図である。
のＳＩ値分布の例を示す図である。
【図１１】ＳＩ値の定義を示すグラフである。
１，２，３ 微動センサ ５ シグナルコンデショナ ７ ＦＦＴアナライザ ９ パーソナルコンピュータ １１ 地表面 １２ 基盤 １３ 地盤 ２０ 参照点 ２１ 震源
Claims (2)
- 【請求項１】 地震動分布を評価すべき地域内に、基盤
からの地表面最大速度の増幅率が予め求められる参照点
を設定し、 該地域内に複数の観測点を設定し、 該参照点および該観測点の各地点で、常時微動を時間領
域データとして観測し、 各地点で、常時微動の時間領域データを周波数領域デー
タに変換し、水平成分と鉛直成分との比を振動の固有周
期について積分して、強震時の地表面最大速度の増幅特
性の指標であるＶｉ値を求め、 各観測点のＶｉ値について、該参照点でのＶｉ値に対す
る比を求め、 求められた比に従い、該参照点での地表面最大速度の増
幅率から各観測点での地表面最大速度の増幅率を求め、 基盤での地震動の伝播状態が与えられるとき、各地点で
の地表面最大速度の増幅率に従って、地表面最大速度
と、地震動の強度を表す指標であるＳＩ値との分布を推
定することを特徴とする地震動分布の評価方法。 - 【請求項２】 前記各地点で求められる前記Ｖｉ値を、
経験的に知られている関係式に従って、前記ＳＩ値に対
応する地表面最大速度についての増幅率を表すように補
正し、 補正されたＶｉ値をＳＩ値に換算することを特徴とする
請求項１記載の地震動分布の評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29215898A JP2000121743A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | 地震動分布の評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29215898A JP2000121743A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | 地震動分布の評価方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000121743A true JP2000121743A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=17778308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29215898A Pending JP2000121743A (ja) | 1998-10-14 | 1998-10-14 | 地震動分布の評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000121743A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006078272A (ja) * | 2004-09-08 | 2006-03-23 | Sekisui Chem Co Ltd | 地震危険度評価システムおよび建築物選定方法 |
| JP2007071707A (ja) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Taisei Corp | リアルタイム地震情報を利用した地震動強さの予測方法および防災システム |
| WO2012083294A2 (en) * | 2010-12-17 | 2012-06-21 | Seismic Warning Systems, Inc. | Earthquake warning system |
| JP5130462B1 (ja) * | 2012-03-24 | 2013-01-30 | 株式会社システムアンドデータリサーチ | 増幅倍率の推定方法 |
| JP2013120139A (ja) * | 2011-12-08 | 2013-06-17 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法 |
| US9082286B2 (en) | 2011-02-26 | 2015-07-14 | Seismic Warning Systems, Inc. | Customizable policy engine |
| JP2016133446A (ja) * | 2015-01-21 | 2016-07-25 | 国立研究開発法人防災科学技術研究所 | 地震動補正装置、それを用いた地震動補正システム、及び地震動補正方法 |
| CN106226813A (zh) * | 2016-09-08 | 2016-12-14 | 南京特雷西能源科技有限公司 | 基于微地震的压裂缝网重构方法及装置 |
| JP2019066258A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 積水化学工業株式会社 | 地盤調査方法 |
| CN116626752A (zh) * | 2023-06-08 | 2023-08-22 | 大连理工大学 | 一种基于场地表面变形速率的地震动转动分量新型求解方法 |
-
1998
- 1998-10-14 JP JP29215898A patent/JP2000121743A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4504767B2 (ja) * | 2004-09-08 | 2010-07-14 | 積水化学工業株式会社 | 地震危険度評価システムおよび建築物選定方法 |
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| WO2012083294A2 (en) * | 2010-12-17 | 2012-06-21 | Seismic Warning Systems, Inc. | Earthquake warning system |
| WO2012083294A3 (en) * | 2010-12-17 | 2012-10-26 | Seismic Warning Systems, Inc. | Earthquake warning system |
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| CN116626752A (zh) * | 2023-06-08 | 2023-08-22 | 大连理工大学 | 一种基于场地表面变形速率的地震动转动分量新型求解方法 |
| CN116626752B (zh) * | 2023-06-08 | 2023-10-24 | 大连理工大学 | 一种基于场地表面变形速率的地震动转动分量求解方法 |
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