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1.理論解析
ヘドロ堆積層のような高間隙率海底堆積物に対する円形振動板の放射インピーダンスの周波数特性に関する検討を行った。またヘドロ堆積物の間隙率・濃度と横波音速との関係を考察した。
2.実験
(1)ゼラチンを用いた実験
ヘドロ堆積層と同様に横波音速が非常に遅いと考えられるゼラチンを測定媒質として用い、放射インピーダンス法により横波音速を求めた。ゼラチンの重量濃度は、2.5%から50%まで変化させた。その結果ゼラチンの重量濃度が高くなるにしたがい、横波音速が早くなることを示した。また放射インピーダンスを用いた本測定法により、極めて遅い横波音速(0.07m/s)まで測定可能であることを示した。
(2)高間隙率海底堆積物モデルを用いた実験
高間隙率堆積物モデルとして、(1)カオリン懸濁液、(2)木節粘土試料、(3)高知港沖海底堆積物試料、(4)清水港海底堆積物試料を用いて、放射インピーダンス法により横波音速を求めた。その結果、いずれの試料でも、間隙率が小さくなるにしたがい横波音速は速くなることがわかった。しかし試料によって横波音速の間隙率特性は異なることがわかった。これは間隙率が同じでも、媒質内の粒子の直径、形状や骨格構造などが試料によって異なることによるものと考えられる。
3.測定装置の開発
(1)パルス法の開発
海上実験では、船上で迅速に測定を行う必要がある。そこでパルス波信号を用いて円形振動版を振動させたときの加速度および力信号をFFTアナライザに入力することにより、短時間で放射インピーダンスを求める方法を検討した。その結果、このパルス波を用いた方法による測定結果は、正弦波を用いた方法による測定結果とほぼ一致した。
(2)測定装置の開発
特注品である振動機用防水容器に力ピックアップと加速度センサを取り付けた振動機を組み込んだ。また、センサケーブルおよび振動機の駆動ケーブルの防水処理を行った。さらに力センサに余分な力が加わらない工夫を行った
今後この測定装置を用いることにより、現場でのヘドロ堆積層の横波音速測定ができる見通しが得られた。
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