孔内用精密制御振源とトモグラフィ解析による表層地盤のＳ波速度構造の高精度決定

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24310131
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 渡辺 俊樹 東京大学, 地震研究所, 教授 (50210935)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 国松 直 独立行政法人産業技術総合研究所, 地圏資源環境研究部門, 上級研究員 (70356921) ; 山岡 耕春 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (70183118)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 地盤構造 / S波速度 / 振源装置 / トモグラフィ / 機器開発

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、表層地盤のS波速度構造を高精度かつ高分解能に決定するために、従来の孔内用S波振源で達成し得ない高品質なS波波形記録を取得することが可能な新たな振源装置の開発と、その精密制御によるデータ取得および解析の方法を確立することを目的としている。モーター制御の偏心錘による振源に、精密制御定常信号システム(ACROSS)によって確立された高度な信号設計とデータ処理手法を組み合わせ、高品質なS波波形記録を取得できる計測システムの開発を目指した。昨年度までに、設計上の仕様をほぼ満足し、振源の孔内への固着機構を備えた、実際に孔内で使用可能なS波振源のハードウェア開発が完成した。精密制御定常信号システム(ACROSS)データ処理において開発されたプログラムを踏まえ、データ解析のプログラムの整備とトモグラフィ解析のプログラムを整備した。
今年度は、まず室内および試験孔内における予備試験を行ったのち、2014年12月2日～4日にかけて、茨城県つくば市においてボーリング孔を使用した性能試験を実施した。臨時観測点に速度型地震計を設置して連続記録を取得した。既設の固定観測点に設置されている加速度計の記録も使用した。実験の結果、1回のスイープ発振でも距離50m程度まで十分に信号が視認できた。取得した連続地震記録を振源モニター記録でデコンボリューションして伝達関数を算出した。得られた伝達関数を距離ごとに並べて示したところ、振動が距離200mまで十分に到達していることが確認できた。伝達関数の水平方向の軌跡を見ると、回転加振では楕円状の軌跡、直線加振では直線状の軌跡となっていることが確認され、P波とS波が選択的に放射されていると考えられる。
本研究の結果、開発した機器にはいくつか課題が残されているものの、実際のフィールドにおいてほぼ所定の（到達距離については想定をかなり越える）性能が得られた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Presentation] 孔内用回転型精密制御振源の開発と性能試験 (2015)
  • Author(s): 渡辺俊樹, 国松 直, 山岡耕春, 太田賢治, 飯沼博幸, 葛尾拓也, 梶原 透
  • Organizer: 物理探査学会第132回(平成27年度春季)学術講演会
  • Place of Presentation: 早稲田大学西早稲田キャンパス（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2015-05-11 – 2015-05-13