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

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24310131
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 渡辺 俊樹 名古屋大学, 大学院・環境学研究科, 准教授 (50210935)
• 研究分担者: 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, 主任研究員 (70356921)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 地盤構造 / S波速度 / 振源装置 / トモグラフィ

研究概要

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。すなわち、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、取得されたデータからS波速度トモグラフィによる高精度・高分解能なS波速度構造を決定する。
今年度は、まず、振源装置の仕様を決定して設計を行い、振源機構の基本動作部分を製作した。当初の計画では、振源機構のプロトタイプモデルを作成し、基本的な性能試験を行う予定であったが、要素技術の調査と仕様や設計について検討を重ねた結果、最初から実用試験機の基本動作部分の製作を行うことにした。これにより、開発期間の短縮と研究経費の効率的な使用ができた。
製作した振源機構は、孔中に設置する振動発生部(モーターと偏心錘、モニター計測用センサで構成される)と地上に設置する制御回路部からなっている。基本動作部分の完成後、振源機構の基礎的な動作試験を実施した結果、当初の仕様をほぼ満足することができた。2個の錘を同一方向に回転させるモードと互いに反対の方向に回転させるモード(直線加振モード)のそれぞれが実現可能である。さらに分解能向上を目標として最大の回転周波数90Hzを目標としたが、これを実現するためには、回転数の向上とさらなる軽量化が課題であり、次年度に改良を実施することにした。振源の孔内への固着機構の開発と実装も行う。
データ解析処理については、すでに開発ずみのプログラムを本システムに適用可能なように調整する必要があり、それについて検討を開始した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

初年度に予定していたプロトタイプの製作と動作試験を行わずに、最初から実用試験機の開発に取りかかり、基本動作部分が完成した。2年度目に十分な動作試験と改良を行うことが可能になったと思われ、2年目の早い時期に実用試験機の完成が見込まれる。また、当初予定になかった追加の孔内試験も実施できる見通しとなった。
処理の開発は着手したところである。

今後の研究の推進方策

実用試験機を早期に完成させ、その後は研究計画の通り実施する。

次年度の研究費の使用計画

次年度使用額が生じた原因は、実績概要等で述べたように、実用試験機の開発を実施するために次年度経費を前倒して充てたためである。次年度に計画している実用機の改良に使用する。