ポラリメトリックボアホールレーダによる地中異方性媒質評価の研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08651108
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 佐藤 源之 東北大学, 工学部, 助教授 (40178778)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森谷 裕一 東北大学, 工学部, 助手 (60261591) ; 浅沼 宏 東北大学, 工学部, 助教授 (50250717) ; 新妻 弘明 東北大学, 工学部, 教授 (90108473) ; 中塚 勝人 東北大学, 工学部, 教授 (60005345)
• Keywords: 異方性 / 岩石の電磁波特性 / ポラリメトリックレーダ / ボアホールレーダ / TDR法 / 同軸管法 / レーダポラリメトリ / 地中レーダ

Research Abstract

(1)フィールド実験
基礎実験として、比較的損失が小さく校正に適している岩手県釜石鉱山内東北大学実験フィールドの花崗岩岩体中のボアホールにおいて2本の抗井間でのクロスホール計測を行った。ダイポール、スロット2種類のアンテナを送受信相互に組み合わせ、4通りの偏波状態のデータを取得しポラリメトリック解析による異方性評価のためのデータに使用した。
(2)異方性媒質物性計測
岩石サンプルからコアサンプルを整形し、実験室において精密な高周波電気特性を計測するための同軸管ホルダを設計し、製作した。
一方原位置においはTDR法による媒質簡易評価法について実験及びレーダ実験データの照合を行ったところ、良好な対応が確認できた。特に電磁波に対する不均質性と、レーダ計測での異方性との相関がみられた。
(3)レーダポラリメトリによる異方性評価法の開発
クロスホール計測で取得したデータより伝搬媒質の異方性評価を行った。開発した信号処理手法により、散乱行列の定量評価が可能となり、本研究においては散乱行列の性質と媒質の物性の対比から、散乱行列要素の対角要素と非対角要素の関係が異方性の重要な評価パラメータとなることを見いだした。

Research Products

• [Publications] T. Miwa, M. Sato and H. Niitsuma: "Measurement and Characterization of Subsurface Fracture by Polarimetric Borehole Radar" Proc. of the 6th Int. Conference on Ground Penetrating Radar. 377-382 (1996)
• [Publications] Y. Lu, M. Sato and H. Niitsuma: "Application of GPR in Archaeology Using Boreholes" Proc. of the 6th Int. Conference on Ground Penetrating Radar. 499-504 (1996)
• [Publications] T. Miwa, M. Sato and H. Niitsuma: "Rough Surface Anisotropy Estimation by Wideband Polarimetric Borehole Radar" Proc. of the 1996 Int. Symposium on Antennas and Propagation. 1065-1068 (1996)
• [Publications] M.Sato, T.Miwa and H. Niitsuma: "Polarimetric Borehole Radar" Proc. of Progress in Electromagnetics Research Symposium. 80 (1996)