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水に関連した地盤・岩盤の各種物性は電気比抵抗特性からの考察が重要であり、原位置での比抵抗測定を可能にする技術の開発が急務である。本研究では、地盤・岩盤と非接触で測定可能な電磁探査技術を適用し、測定装置として要求される仕様を検討し、原位置比抵抗測定技術の実用化をはかることを目的として、本年度は、測定手法の提案とその有効性、可能性について検討を行った。
まず、インダクション検層で利用されているフォーカシングの原理を応用した、2つの送信ループを用いる原位置比抵抗測定装置を提案した。さらに、フォーカシングの原理を応用した原位置比抵抗測定によって、どの程度地表付近の凹凸や不均質の影響が除去可能であるかについて、数値計算により検討した。具体的には、解析解による理論計算により、測定対象(地盤・岩盤)中の電流や磁場の分布、感度分布を求め、測定対象領域について検討した。
その結果、フォーカシングしないと一次磁場が卓越して地中の応答である離相成分の変化が捉えにくいこと、フォーカシングした場合には、送信ループの半径が大きいほど大きな応答が得られ、また、2つの送信ループ径の比を変化させることで、地表付近の影響の割合をコントロールすることができ、地表付近の不均質等の影響を軽減できることが明らかとなった。
次に、数値計算の結果を基にしてモデル実験システムを構築した。このとき、フォーカシングの原理を適用したタイプと適用しないタイプの2種類の装置を試作し、食塩水媒質の応答を測定して比較検討を行った。その結果、フォーカシングすることにより、食塩水媒質の比抵抗変化を捉えやすくなることから、フォーカシングの有効性が明らかとなった。
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