地下き裂から放射されるコヒーレント弾性波の計測とき裂の性状評価

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450413
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 浅沼 宏 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50250717)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森谷 祐一 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (60261591) ; 新妻 弘明 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90108473)
• Keywords: TFC法 / 3次元TFC法 / 時間-周波数表現 / 坑井内弾性波計測 / 地下き裂 / 散乱波 / 回折波 / き裂波

Research Abstract

本研究は,開口した地下き裂に弾性波を入射した際に,地中に放出されるコヒーレント波を用いて,き裂の性状評価を行なうものである。平成13年度の研究実績の概要は以下の通りである。
(1)フィールド計測実験
-東北大学東八幡平実験フィールドで,地表からの加圧により,き裂の開口幅を変化させながら,3軸ダブルゾンデおよび坑井内エアガンを用いて坑井間弾性波計測実験を実施した。本年度はコヒーレント弾性波の成因を明らかにする目的で,特に以下の点に着目して実験を行なった。(a)き裂と3軸ダブルゾンデの位置関係によるコヒーレント波の変化,(b)き裂へ印加した圧力とコヒーレント波の関係。これより,き裂加圧時の透過弾性波信号をきろくすることができた。
(2)コヒーレント波の検出
-(1)で取得した信号を,時間-周波数コヒーレンス解析法および3次元時間-周波数コヒーレンス解析法により解析し,コヒーレント波の有無,コヒーレンス,周波数帯域およびその到来時刻を検出した。
-検出したコヒーレント波について,それが到来した時刻での3次元粒子運動軌跡をスペクトル行列およびクロススペクトル行列により解析し,コヒーレント波の振動方向および周波数特性を推定した。
(3)コヒーレント波生成原因の推定
-(2)の結果を踏まえ,コヒーレント波の生成原因を推定した。
-き裂を固体/液体/固体の3層モデルにより単純化した場合について,コヒーレント波の発生をシミュレートできるか検討した。

Research Products

• [Publications] 浅沼, 高山, 新妻: "坑井内3軸ダブルゾンデを用いたコヒーレント地下弾性波の検出法とAEを音源とする反射法への適用"物理探査. 54. 155-163 (2001)
• [Publications] H.Asanuma, J.Takayama, H.Niitsuma: "Discrimination of coherent waves by a time-frequency representation of 3D hodogram and application to microseismic reflection method"SEG Expanded Abstracts. 424-427 (2001)
• [Publications] H.Asanuma, T.Kizaki, H.Niitsuma: "Measurement of coherent waves from pressurized fracture by a downhole double three component seismic detector"SEG Expanded Abstracts. in-review. (2002)