3.5 浅部地盤構造モデル浅部地盤構造モデルは、国土数値情報の地形・地質データおよび標高データをもとに表層地盤の増幅倍率をもとめることとした。 3.5.1 国土数値情報を用いた表層地盤の増幅率評価（１）基本的な考え方 地震動評価における表層地盤の増幅率評価については、簡易的に地盤の増幅度を全国同水準に求めることを前提に考えることとする。 （２）増幅率評価に用いる国土数値情報および地質図 地盤を全国一律に細かく評価した資料として、国土数値情報（国土交通省国土地理院）や100万分の1地質図（独立行政法人産業技術総合研究所地質調査総合センター）などがある。前者については微地形分類、海岸線、主要河川、標高のデータ、後者については表層地質分布から地質年代のデータを使用する事ができる。このうち、地形分類のデータは、全国を約1kmのメッシュに分けて、メッシュごとに評価されている。しかし、これは県を単位とした分析であり、県によって評価の精度が違ったり、表現が異なったりしており、全国的には統一的でない部分もある。また、これらのデータは主に昭和40年代に作成されたためにその後に埋め立てられたり、造成されたりした地域のデータは含まれていない。以上の点を踏まえ、対象地域の地形分類データについて統一的に見直す作業を行った。
（３）表層地盤の増幅の評価 藤本・翠川 (2003)によると、松岡・翠川 (1994)によって示された式（3.5-1）の関係を用いて、微地形区分ごとの平均Ｓ波速度を算定し、図3.5-1に示すような３つに区分された地域（東北日本・中央日本・西南日本）に分けて、微地形区分ごとの標高ないしは河川からの距離と平均Ｓ波速度の関係を求めている（図3.5-2）。図3.5-2によって求められた式（3.5-1）の係数を表3.5-2に示す。
また、それぞれの微地形区分における標高のデータに係る係数“ 松岡・翠川 (1994) は、第三紀ないしそれ以前の丘陵地（
なお、標高値や主要河川からの距離によっては平均Ｓ波速度が100m/s未満となる場合が生じるが、ここでは、平均Ｓ波速度が100 m/s未満となった場合には、平均S波速度100 m/sの速度増幅度で評価するものとした。
で行うことを想定しているため、上記増幅度を各基準面に適用する場合には、補正係数でさらに割った増幅度を用いることとした。補正係数は、式（3.5.1-2）にそれぞれのＳ波速度を代入して算定される速度増幅度の比とし、Ｓ波速度400m/sの場合には1.31、Ｓ波速度500m/sの場合には1.13を用いた。 以上までに述べた方法で、日向灘周辺地域（九州南部地域）について、1kmメッシュごとにもとめた、微地形区分、平均Ｓ波速度の分布、簡便法で用いる工学的基盤（S波速度400m/s相当）以浅の速度増幅度の分布、および詳細法工学的基盤（S波速度500m/s相当）以浅の速度増幅度の分布を図3.5-3～図3.5-6に示す。 3.5.2 ボーリングデータを利用した表層地盤のモデル化（１）基本的な考え方 入手可能な地盤資料を用いて、精度の良い地表の地震動をもとめるために、ボーリング柱状図ごとに地盤のモデル化を行うことを基本とする。 （２）地盤の増幅特性評価方法について 工学的基盤における時刻歴波形より、ボーリングデータによる詳細なモデルに基づいて１次元地震応答計算を行い、地表の時刻歴波形を計算する。１次元地震応答計算の方法としては、主として、線形解析法（例えば、Haskell, 1960）、等価線形解析法（例えば、Shnabel et al., 1972）、逐次非線形解析法（例えば、吉田・東畑, 1995）があり、それぞれに以下の特徴を持つ。
広域の地震動分布の算出には、今までは等価線形法が多く用いられてきた。これは、等価線形法がパラメータも少なく利用しやすいこと、もとめられた地震動分布（震度、加速度）が既往の被害地震の地震動分布を大局的に説明できたこと、等価線形解析結果が逐次非線形解析結果に比べると、たとえば最大加速度が大きくなる傾向があり防災対策上は安全側の評価ができるなどによることが考えられる。逐次非線形解析は、今までは観測波形の検証や液状化した地盤の過剰間隙水圧の上昇やひずみの増大などをみるために、検討対象地点ごとに利用されてきたことが多く、広域の地震動評価に使われたのはきわめて少ない。また、応力－ひずみ関係の採用式やそれに用いるパラメータの設定方法など、専門的な知識をもって解析を行うことが必要であること、逐次非線形解析結果を用いた地盤や構造物の評価方法の開発など、逐次非線形解析の広域地震動算出への課題は多い。このようなことから、逐次非線形解析を広域の地震動評価に用いることは端緒についたばかりで、今後も検討の必要があると考えられる。 （３）ボーリングデータの整理 ボーリングデータについては、「宮崎市地盤図」などに掲載されている柱状図をデジタル化した。作成したボーリングデータの本数は2430本である。 （４）物性値の設定 ボーリング１本ごとにＰＳ検層を実施したり、土質試験を実施していることは少ない。そこで土質ごとに区分し、それぞれに対して物性値を設定することとした。 (a) 単位体積重量 表3.5-7に示す道路橋示方書・同解説Ⅴ耐震設計編 (1990)による土質分類と単位重量の概略値および道路公団の設計要領 (1983) の表3.5-8に示す単位体積重量などをもとに設定を行った。表3.5-6に設定した単位体積重量を示す。 (b) Ｓ波速度 既往のＳ波速度とＮ値の関係式を使ってＳ波速度を設定することとした。今回のボーリングデータは粘土、砂、礫の区別はできるが、時代区分はできない。このようなことから、ここでは、以下の太田・後藤の式（太田・後藤, 1978）を用いてS波速度を設定した。
表3.5-6に土質区分を示したが、今回は式 (3.5-3) の３つの土質区分でＳ波速度を設定することから、次のような土質区分にして設定した。 (c) せん断剛性比( 既往の試験結果を用いて動的変形特性を設定した。図3.5-9に示した今津・福武（1986a,b）による粘土、砂、砂礫の平均的な （５）ボーリングデータを用いた地盤のモデル化 (a) モデル化の考え方 地震応答解析を行う場合、各種地盤調査結果および試験結果を用いて、解析プログラムが要求するデータを選択して、地盤のモデル化を行う。一次元解析であれば地層の分割を行い、それぞれの分割した地層ごとに土質定数を設定する。この場合、分割した地層ごとに調査や試験を行い、解析に必要な定数が得られていることが理想ではあるが、現実にはデータがそろっている資料は少ない。解析に利用できる地盤データとしては、地盤図ないしは柱状図集としてまとめられているボーリング柱状図とＮ値があげられる。ここではボーリング柱状図とＮ値から地盤モデルを作成することを考える。解析に用いる定数は、土質ごとにＮ値等との関係を事前にもとめておくこととする。 (b) 地盤のモデル化 ここでは下記に示すルールに従って、応答計算用データの作成を行った。 I 応答計算に必要なデータ 応答計算に必要とするパラメータは以下のとおりである。
II 応答計算の対象とするボーリングデータの選択 まず、以下のルールにより応答計算の対象とするボーリングデータを抽出する。
III ボーリングデータの地層区分 地層の地質、年代およびＮ値をもとに表3.5-6の地質区分に分類する。層厚が1m未満の場合（以下、薄層と呼ぶ）には、図3.5-10～図3.5-11に示す薄層処理を行う。 IV 物性値 応答計算を行うためには、層ごとにＳ波速度、密度、
（６）ボーリングデータを用いた1kmメッシュごとの地盤のモデル化 詳細法で地震動予測を行った領域の1kmメッシュごとに、ボーリングデータと微地形データを用いて、地震応答解析を行う場合の地盤のモデル化を行う。ボーリングデータと微地形データを用いて1kmメッシュの地盤モデルを作成する流れを図3.5-12に示す。以下の手順でモデルを行う。
図3.5-13に、1kmメッシュに存在するボーリング本数を示す。図3.5-14に、ボーリングの深さが30m以上ある1kmメッシュを示す。これは、地表から地下30mまでの平均Ｓ波速度をもとめるために必要となるものである。図3.5-15に国土数値情報による微地形区分図を示す。 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
”と主要河川からの最短距離に係わる係数“
”は、実測値データを元に決定した関数によるものであるため、
：Ｓ波速度
：Ｎ値
：土質区分係数
)および減衰定数( 
)とせん断ひずみ( 
)との関係
、
の関係を用いた。実際には、この曲線にRamberg-Osgoodモデル（ＲＯモデル）の曲線がフィッティングするように設定した。
曲線
（卓越周期）が最も長いものとする。