2016 Fiscal Year Research-status Report
常時微動の測線展開アレイ観測情報の多重活用に基づく地下構造推定法の開発・応用
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16K06464
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
小嶋 啓介 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (40205381)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 微動 / 線状展開アレイ観測 / 拡張SPAC法 / 位相速度 / H/Vスペクトル / 地下構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
不整形地盤モデルによる遠方からのランダム加振による微動シミュレーション波形を対象とし，従来の円形アレイと提案する線状展開アレイ観測を想定し，それぞれに拡張SPAC法を適用し，位相速度推定の可否と精度の検証を行った．その結果，柔軟な観測条件を設定できる線状展開アレイ観測によっても円形アレイと同等の推定精度が得られることを確認した． 同手法の実地盤に対する適用地点として，河川堤防ならびに谷埋め盛土造成地を選定し，常時微動の線状展開アレイならびに単点３成分微動観測を実施した．堤防においては複数の微動計を縦断方向に列状に並べる同時観測を複数回行うことにより，２台の微動計間隔として1m～100m程度までまんべんなく設定でき，堤体および基礎地盤に起因するRayleigh波位相速度が算出できることを確認した．また，谷埋め盛土造成地では，谷埋め部と切土部に対応する道路上で同様の観測を行い，位相速度の算出を試みた．
堤防における単点３成分観測では，水平成分のフーリエスペクトルを鉛直成分で基準化して得られるH/Vスペクトルから，盛土の固有周期と，基礎地盤の軟弱層および第四紀層に起因する卓越周期が判読できることを示した．盛土の固有周期は0.5～1.5秒程度の間に分布しており，築堤材料や施工品質を反映している可能性があることを示した．堤防の平均Ｓ波速度と，基礎地盤の軟弱層と第四紀層を未知数として，微動のH/Vスペクトルを基づいて，それらを推定する逆解析法を定式化し，観測値に適用した．その結果，軟弱層は，九頭竜川の河口で厚く，上流に向かって単調に浅くなること，第四紀層厚は平野中央部で厚く，福井地震断層より西の上流側で急激に薄くなることなどが明らかとなった．今後は，福井地震による堤防被害の程度と推定構造との因果関係等を解明し，改修の優先順序などを決定する方法の開発を目標に研究を行う予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
線状展開アレイの妥当性を検証するために，当初は不整形地盤モデルにおける疑似観測波を自ら作成する予定であったが，他の共同研究においてシミュレーション波形を入手することができ，波形作成に要する時間を大幅に削減できた．堤防縦断方向を対象とする線状展開アレイ観測では，到来方向の偏りの問題があるが，観測地点に隣接する場所での円形アレイ観測との比較から，両者の結果が良好に対応しており，現位置で観測される微動場は等方定常的あり，特別な補正を行う必要性がないことが確認された．
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| Strategy for Future Research Activity |
拡幅・嵩上げなどが繰り返され，内部構造や基礎地盤構造が不明であることが多い堤防，あるいは地震時の被害が懸念される谷埋め盛土造成地を対象として，微動の線状展開アレイ観測と単点３成分観測を引き続き実施する．算定された位相速度やH/Vスペクトルをターゲットする逆解析を行い，堤体の剛性，切り盛り厚さなどの地下構造の推定を行い，それぞれの地点の耐震特性の算定を行う．その結果に基づき，多様な地盤構造物の耐震診断と適切な改修方法の提言を行う．
さらに，福井県の原発立地・隣接自治体である敦賀市，小浜市，美浜・若狭町は，それぞれ敦賀・野坂断層，熊川断層，三方・日向断層が市街地周辺を横切り，その活動による地震被害想定と減災対策を綿密に行う必要がある．上記断層に直交し平野を横断するアレイ観測を詳密に実行し，断層直交方向の地下構造を決定すると共に，過去に実施した単点微動観測に基づく推定構造を統合し，Co-Krigingなどによる空間補間を行い，詳細で信頼性の高い3次元S波速度構造モデルを構築するとともに，断層の食い違い構造や活動履歴の検証を行い，成果をHP等で広く公開する．
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| Causes of Carryover |
現場観測が当初見込みより効率的に行われ，現場観測補助の謝金やバッテリー
等の消耗品にかかる費用が圧縮でき，次年度の計測の拡充に充てることが可能と
なったから
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
29年度分と合算し使用する
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