物理検査

トップページ > 業務内容 > 表面波探査

表面波探査

表面波探査(定常振動法)

【原 理】

表面波には分散性という特徴があります。この性質のため周波数によって波の伝わる速度が変わります。基本モードの表面波の場合、高い周波数の波は地表付近の速度構造を反映し、低い周波数になるにつれ深部の速度構造を反映した速度で伝播します。したがって、周波数ごとの位相速度の違いを把握できれば、逆解析によって地下の一次元S波速度構造を求めることができます。
また、半経験的に位相速度は対応する波長のおおむね1/3〜1/2程度の深度までの地盤のS波速度に対応すると考えてS波速度の概略を推定することもあります。

■定常振動法 測定概念図
定常振動法 測定概念図
■定常振動法 測定系概要図
■起振器
定常振動法 測定系概要図 起振器
【測定方法】

周波数可変型の起振器を用いて定常振動(レイリー波)を発生させ、既知の距離において振動検出器2点間の位相速度を測定します。

【特徴・適用限界】

速度の逆転層があっても探査が可能です。探査深度は最大で20m程度ですが、深度と共に分解能は低下します。また、高周波数領域における分散現象に着目すれば、埋設物や空洞といった不均質層の情報を得ることができます。

■地下壕調査の実施例
地下壕調査の実施例

※図をクリックすると拡大図が表示されます。

高密度表面波探査

【原 理】

多層構造の地表面を伝わる表面波(レイリー波)は、その波長(周波数)によって伝播速度が変化します。通常、地盤は深度とともに弾性波速度が増加するため、表面波の短い波長、すなわち浅い深度では伝播速度が遅く、波長が長くなる(深度が深くなる)にしたがい伝播速度が速くなります。波長(周波数)による伝播速度の違い(分散性)を逆解析することにより、不均質な地盤のS波速度構造を求めることができます。
従来の表面波探査では2、3個の受振器を用いて地点の測定・解析を行っていたが、高精度表面波探査では多数の受振器を用いる点で異なり、S波速度構造を連続した断面として表現することが可能となりました。

■高密度表面波探査 測定模式図
高密度表面波探査 測定模式図
■高密度表面波探査 測定概念図 展開方法
高密度2次元表面波探査 測定概念図 展開方法

※図をクリックすると拡大図が表示されます。

【測定方法】

高密度表面波探査の測定は、測線上に等間隔で受振器を多数設置し、一定間隔で発震した波動を多チャンネルで受振することにより行います。なお、発震点位置は対象地盤の状況により決定し、進行方向に向かって最後尾の受振器から0.5〜15m程度オフセットして行います(対象地盤によって決定します)。また、受振器には4.5Hzの速度型ジオフォンを0.5〜2m間隔で設置し、24〜48チャンネルを1-SPread(1展開)で測定します。通常、発震ジオメトリは目的および調査範囲によって3パターンで実施します。

■高密度表面波探査 測定器一式
■高密度表面波探査 受振器
高密度二次元表面波探査 測定器一式 高密度二次元表面波探査 受振器
■高密度表面波探査 測線展開状況
■高密度表面波探査 発震状況
高密度二次元表面波探査 側線展開状況 高密度二次元表面波探査 発震状況
【特 徴】
【適用限界】

深度とともに分解能は低下します。また、水平方向の分解能はそれほど高くありません。

【調査対象】
■高密度表面波探査 調査実施例
高密度二次元表面波探査 調査実施例

※図をクリックすると拡大図が表示されます。