表面波探査法に関する研究

• 研究課題/領域番号: 63550460
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 資源開発工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 阿部 司 東北大学, 工学部, 助手 (50005310)
• 研究分担者: 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)
• 研究期間 (年度): 1988
• 研究課題ステータス: 完了 (1988年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 1988年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: 表面波 / モデル実験 / シミュレーション

研究概要

比較的浅部の地下構造の推定、及び地下埋設物の探査に表面波を利用した表面波探査法が注目されている。しかし、この方法は理論的に、あるいは実験的にも充分検討されていない。それ故、本研究は理論的には等価質点系モデル法による数値シミュレーションで、実験的には超音波を使ったモデル実験で、表面波探査法の有効性を調べたものである。
表面波の実験を行うにあたり、媒質を表面波(レリイ波)として伝わるような探触子を作製した。そして、まず最初に実験の校正の意味で半無限媒質を伝わるレリイ波の実験を行い、数値シミュレーションの結果と比較した。その結果、両者は比較的良い一致を示したので、より複雑なモデルで実験ができることの保証を得た。その保証に基づいて以下の実験を行い、数値シミュレーションと比較した。
1)表面に割目のあるモデル
表面から中へ向かって縦にV字型の割目の入ったモデルは、地盤の振動の防止効果等で議論されているが、本研究では割目の検知という観点から、波の伝わり方を実験的及び数値シミュレーションによって調べた。予測される波の走時を計算し、実験結果と比較した。その結果、両者は比較的良い一致を示した。なお、シミュレーションによると、割目の後のかげの部分では回折波が入り込むこと、角で新たなレイリ波が現れることが明らかとなった。これらの事は、今後の波動解析の際に大いに役立つこと思われる。
2)表面下に円形空洞のあるモデル
円形空洞モデルは、地下の媒質の異なる埋設物が存在する場合を想定したものである。最近、地下埋設物の検知は、都市の再開発に伴って重要な社会問題となってきている。現在このモデルについて実験を行っているが、シミュレーションの結果と比較検討しているところである。