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小アレイ観測に対し、レイリー波・ラブ波分散曲線およびH/Vスペクトルをリアルタイムで求めることが可能な計測解析処理システム、大アレイ観測に対し、GPSによる絶対時間取得のソフトウェアー開発を計ることで、レイリー波・ラブ波分散曲線、H/Vスペクトルを抽出するシステムを開発した。さらに微動に含まれるレイリー波ラブ波分散曲線およびH/Vスペクトルの理論解を高次モードまで考慮して導き、その結果に基づいて、高次モードの影響を考慮して、レイリー波とラブ波分散曲線またはレイリー波分散曲線とH/Vスペクトルの逆解析からS波速度構造を同定する手法を開発した。さらに、これらの逆解析手法がレイリー波のみを用いた逆解析に比べ、深い地盤構造の同定に有利であることを示した。以上から、微動のアレイ観測に基づいて、基盤までのS波速度構造を精度よく推定可能な探査システムを構築した。
提案する探査システムの地盤地震工学への応用の可能性を検討するため、神戸市内、釧路市内で微動のアレイ観測を行って、両市内の数地点において基盤(神戸市で深度1〜2km、釧路市で深度20〜100m程度)までのS波速度構造を推定した。推定地盤構造は既住の地盤調査結果と矛盾がなく、推定結果の有効性が示された。兵庫県南部地震や釧路沖地震の際に鉛直アレイ強震記録が得られている地点で求められたS波速度構造に対する増幅特性と実測値を比較検討することで、提案する探査システムによる結果が地震動特性評価に有効であることを確認した。
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