6.3　表層地盤非線形解析

　前節に示した詳細法（ハイブリッド法）による詳細法工学的基盤（深部地盤上面）における地震動の時刻歴波形を入射波として、地表面までの浅部地盤を対象とした一次元重複反射理論に基づいた等価線形計算を行い、地表地震動の時刻歴波形を求めた。
　本検討では、ボーリングデータが比較的多く存在する、宮崎市市街地周辺の約10km×約10km（10メッシュ×10メッシュ）の範囲を検討範囲とした。計算範囲を図6.3-1に示す（ボーリングデータを用いた表層地盤の増幅特性の評価方法および表層地盤のモデル化については3.5.2節参照）。

　6.3.1　一次元等価線形計算による強震動予測

　図6.3-2に、入射波として用いたハイブリッド法による時刻歴波形より求めた、詳細法工学的基盤面における震度分布、図6.3-4に最大速度分布を示す。なお、震度の値は、計算波形から気象庁告示による方法で求めた（上下成分は０として扱った）が、波形データがない詳細法の地表での震度は、最大速度値から童・山崎の式（下式）で求めた。

　　　　　　　　I（震度）＝ 2.30 + 2.01×Log10(Vmax)

　図6.3-3に等価線形計算により求めた地表面の震度分布を、図6.3-5に地表面の最大速度分布を示す。比較のために、詳細法により求めた地表面の震度分布、最大速度分布も併せて示す。
　図6.3-6には，宮崎県庁（震度分布図に☆印で表示）における、詳細法工学的基盤および等価線形計算による地表の加速度時刻歴波形を、図6.3-7には、速度時刻歴波形を示す。図6.3-8には、減衰5%の速度応答スペクトルを示す。

　6.3.2　微地形区分に基づく増幅率との比較

　本項では、表層地盤の増幅率について、微地形区分に基づいて評価される増幅率と、前項で示した等価線形計算結果の時刻歴波形から求めた増幅率の比較を行った。
　ここでは、微地形区分に基づいて評価される増幅率が最大速度を用いていることから、扱うデータは時刻歴波形の最大速度値とし、詳細法工学的基盤での２成分（NS成分およびEW成分）の波形と、等価線形計算により求められた地表の２成分（NS成分およびEW成分）の波形の各々の比を求め、その値を「等価線形計算波形による増幅率」とした。
　図6.3-9には全データを用いた微地形区分による増幅率と、等価線形計算波形による増幅率の比較図を示す。同図ではケース別についての比較図も合わせて示してある。同図に示すようにケース１、ケース２、および両ケース合わせた場合とも、ばらつきが大きく、顕著な特徴は見られない。
　図6.3-10には微地形区分ごとに分けて増幅率を比較した図を示す。
　今回の計算範囲においては、８種類の微地形に区分されている。微地形区分による増幅率と、等価線形計算波形による増幅率が等しいということを１つの基準として考えると、以下のような増幅率に関する微地形区分の違いによる特徴が見られる。

• 山地、丘陵地は等価線形計算によるものの方が大きい
• 砂礫台地は両者ほぼ近い〜等価線形計算によるものの方がやや大きい
• 砂州・砂丘、デルタ・後背湿地は微地形区分によるものの方が大きい
• 谷底平野、自然堤防はばらつきが大きく、両者どちらが大きいというような系統的な違いが見られないが、データの分布は微地形区分によるものの方が大きいデータがやや多い。
• 砂州・砂丘、自然堤防、後背湿地はケース１に比べて、ケース２の方が等価線形計算波形による増幅率が大きい傾向がある。

　これらのことから、表層地盤の増幅率は、微地形区分つまり表層部の地形・地質状況と表層地盤への地震波の入射レベルに影響されることが推測される。
　しかし、同じ微地形区分でもばらつきが大きいことは、詳細な表層地盤の増幅を評価するためには、今回の1kmメッシュの微地形区分による評価では、精度点で限界があることを示唆していると考えられる。
　また、ケース１と２で増幅率に系統的に違いが見られる部分があり、入射レベル（詳細法工学的基盤での最大速度は、ケース１：6〜16cm/sec、ケース２：10〜35cm/sec）が大きく影響する地盤と、あまり影響しない地盤が存在することを表している。
　微地形区分による方法は、最大速度値のみに着目した増幅率の評価であり、表層地盤の増幅特性を評価するには限界があることを示しており、地表での地震動強さをより詳細に評価するためには、表層地盤の評価法の検討も必要であると考えられる。