8−2 地盤の物性値の検討

強震動予測を目的とする地盤のモデル化は、単に基盤岩や堆積層の3次元形状を定めるだけではなく、それらの物性値を定める必要がある。強震動予測のために必要となる物性値は密度・P波速度・S波速度・減衰定数の4種類である。

P波による反射法探査あるいは屈折法探査では測線下において広域的に堆積層と基盤岩のP波速度構造を知ることができる。S波速度と密度値はS波反射法探査やボーリング孔を利用した孔内検層によって詳細に把握できるが、これらの調査はコストが高く、広域的に実施することは非現実的である。したがって、P波反射法探査結果により広域的に推定できるP波速度からS波速度と密度が推定できれば地盤のモデル化に役立つ。

大阪層群の物性についてはすでに有孔媒質の弾性波の理論[Gassmann,(1951)]が適用できることが指摘されている[松本他(1998)]。それによるとGassmannの式を用いることにより、空隙率・P波速度・S波速度・密度のうちの2つの値がわかれば他の2つの値が推定できるものとされている。

図8−4に、基準ボーリングにおいて実施されたPS検層の結果から得られたP波速度とS波速度の関係を示す。図中に示す点のうち色付きの点が測定値、黒点がGassmannを用いてP波速度から推定されたS波速度と密度値である。この推定には大阪平野で行われた検層データによって得られた空隙率をそのまま利用しているが、堆積層のP波速度とS波速度はGassmannの式に良く適合する関係が見られており、京都盆地においてもこの式が適用可能であると考えられる。

岩盤中のP波とS波については速度のばらつきが大きい。図6−4の総合柱状図によれば、岩盤中で亀裂や破砕の著しい部分では速度が低下する傾向があり、速度のばらつきは破砕などの影響を受けていると思われる。図8−5は今年度に行われたPS検層によって得られたP波速度とS波速度の対比を示す図である。赤丸は堆積層、青丸は基盤岩のを示しており、色の薄いものは速度推定のときのP波あるいはS波のコヒーレンスが0.7以下を示したものである。図中に示す直線はコヒーレンスのよい基盤岩におけるデータ(濃い青丸)のみを使用して求めた回帰直線であり、Vs=0.75×Vp−1.0(km/sec)となった。この図に示されるように全体の傾向としてはほぼ対応する関係にあり、より多くのデータが得られれば基盤岩におけるP波とS波の速度についても一定の関係式を求めることが可能であると思われる。

以上のように、京都盆地においても数地点のボーリング調査と各種検層を実施すれば、空隙率・P波速度・S波速度・密度の関係付けが可能である。それぞれの物性値の関係が明らかになれば、地震探査や微動探査で広域的に得られる速度値をもとに推定される他の物性値はより精度の高いものになることが期待される。