報告書番号

N11063

タイトル（和文）

地震観測記録に基づく地震動の減衰特性（その５）－実岩盤における減衰付加効果の解明のための岩石コアの減衰測定－

タイトル（英文）

Attenuation characteristics of seismic motion based on earthquake observation records Part 5 -Attenuation measurement of rock core by using ultrasonic pulse for clarification of additional attenuation effect in near-surface rock-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究では，岩石コアの超音波試験による減衰評価法の適用性を明らかにするとともに，岩盤に特有の亀裂や不均質による減衰の付加効果の定量的な評価を行った。まず，岩石コアを透過する超音波の初動パルスの時間幅を用いる「パルスライズタイム法」と異なる供試体の透過超音波とのスペクトル比を用いる「スペクトル比法」の2つの手法により，超音波試験の減衰評価法としての適用性の検討を行った。その結果，評価地点における4本の花崗岩供試体の平均的な減衰は，パルスライズタイム法で減衰定数0.012(Qs=43)，スペクトル比法で減衰定数0.015(Qs=36)であり，手法によらずほぼ同様の結果が得られるという知見を得た。また，パルスライズタイム法は，供試体毎の減衰の差異が小さい安定した評価結果が得られることが分かった。これは，パルスライズタイム法がスペクトル比法とは異なり，発生機構の複雑な後続波を用いないことによると考えられ，超音波試験による減衰評価手法としてパルスライズタイム法を推奨した。次に，同じ評価地点の岩盤の減衰について，超音波を用いた岩石コア試験による評価結果と鉛直アレイ地震観測記録を用いた評価結果の比較から，鉛直アレイ地震観測記録により評価された減衰には実際の岩盤を対象としていることによる亀裂や不均質による減衰の付加効果があることを明確に示した。また，その付加量は減衰定数で0.02程度であることを示した。さらに，評価地点のPS検層データから得られる岩盤速度の不均質性を導入した速度構造モデルを用いて，不均質性のモデル化が地盤増幅特性に及ぼす減衰の付加効果について検討した。その結果，評価地点で推定された不均質性の導入による減衰の付加効果は減衰定数で0.02程度であり，鉛直アレイ地震観測記録による評価結果と岩石コア試験による評価結果の減衰定数の差に等しいことがわかった。

概要 （英文）

The objective of our study was to clarify an applicability of ultrasonic measurements for estimating attenuation (damping factor) of rock core samples, and to address a quantitative evaluation of additional damping effect induced from heterogeneity of fractured rock.An applicability investigation of ultrasonic measurements for estimating damping factor was conducted d by adopting two techniques, namely the pulse rise time technique used a time width of initial pulse of transmitted ultrasonic wave through a rock core sample and the spectral ratio technique used a spectral ratio between different samples. As a result, from the ultrasonic measurements of four granite samples at test site, we obtained the almost same average rock damping factors of 0.012 (Qs=43) by the pulse rise time technique and of 0.015 (Qs=36) by the spectral ratio technique, which suggested that the difference between the techniques for estimating damping factor from ultrasonic measurements is small. We showed that the difference of estimated damping factors between rock samples from the pulse rise time technique was less than the one from the spectral ratio technique, and recommended the pulse rise time technique as the robust technique. From the comparison of damping factors of granite rock at test site from ultrasonic measurements with ones from borehole recordings, it was demonstrated that the damping factor from borehole recordings was larger (damping factor of about 0.02) than the one from the laboratory measurements using unfractured rock, and we suggested that the difference of estimated damping factor of rock by different method was caused from the existence of rock heterogeneity and fracture. Furthermore, we addressed a quantitative evaluation of additional damping effect induced from heterogeneity of fractured rock on a site factor by using 1D heterogeneous model considering the statistical properties of heterogeneity determined from the borehole velocity-log at test site. As a result, the additional damping effect by 1D heterogeneous model on calculated site response transfer function was estimated as the damping factor of about 0.02, which was in good agreement with the difference of estimated damping factors between by using ultrasonic measurement and by using borehole recording.

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