弾性波による地下の断裂系の高精度探査に関する研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07751033
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 渡辺 俊樹 京都大学, 工学部, 助手 (50210935)
• キーワード: 断裂系探査 / 亀裂探査 / 弾性波トモグラフィ / 波動現象モデリング / モデル実験 / 気体圧入

研究概要

本研究は、地下に存在する亀裂、破砕帯及びそれらの集合である断裂系を弾性波を用いて高精度に探査・モニタリングを行う手法を開発することを目的とした。本研究の成果は以下の通りである。
・多数の亀裂によって構成されている低速度破砕帯の弾性波伝播特性についてモデル実験及びモデル計算を行い、弾性波の周波数が伝播特性に大きく影響することを明らかにした。
・配向性亀裂の存在によって生じる岩盤の異方性を考慮した弾性波速度トモグラフィにより、岩盤内の亀裂の方向及び異方性の程度を求める手法を開発した。
・弾性波の振幅及び波形を用いた弾性波減衰トモグラフィにより岩盤の減衰係数を求める方法を開発した。さらに、減衰トモグラフィが岩盤内の亀裂の探査に有効であることを確認した。
・水で飽和した亀裂への気体の圧入により亀裂の弾性波伝播特性が大きく変化することをモデル実験によって確認した。さらに、気体の注入前後それぞれに弾性波計測を行い、伝播特性の変化を抽出することにより、亀裂の高精度探査及びモニタリングを行うことが可能であることをモデル実験及びモデル計算によって明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] WATANABE, T.: "Velocity and amplitude of P-wave transmitted through fractured zone....." International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 32. 313-324 (1995)
• [文献書誌] 渡辺 俊樹: "既知の情報を用いた制約つき速度再構成による弾性波トモグラフィ解析の精度の向上" 材料. 44. 874-879 (1995)
• [文献書誌] WATANABE, T.: "Seismic traveltime tomography in anisotropic heterogenous media" Intern. Sympo. on Recent Advances in Exploration Geophysics. 59-66 (1995)
• [文献書誌] WATANABE. T.: "Model experiment on the enhancement of seismic signal for fracture detection....." Intern. Sympo. on Recent Advances in Exploration Geophysics. 103-110 (1995)
• [文献書誌] 渡辺 俊樹: "速度異方性を有する不均質速度構造の弾性波トモグラフィ解析" 物理探査. 48. 215-224 (1995)
• [文献書誌] WATANABE, T.: "Seismic attenuation tomography and its application to rock mass evaluation in a mine" International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. (in print). (1996)