神宮司元治の研究

開発したマルチ送信システムとスキャナーシステムの開発

マルチ送信比抵抗探査システム(左の写真)

従来、比抵抗トモグラフィでは高電圧・低周波信号を用いるため、測定速度が極めて遅いという欠点があった。ハイテクものづくりプロジェクトで開発したマルチ送信システムでは、同時送信・同時信号分離により信号処理を並列で行うことで、多点の情報を短時間に取得できる。

マルチ送信比抵抗探査システムによる地盤の比抵抗測定

地盤や岩盤の比抵抗は、それを構成している鉱物や岩石に含まれる水の性質に依存しています。地下の比抵抗構造を調べたり、その時間変化をモニタリングすることで、地盤の構造や、間隙率、飽和度、間隙水の導電率(抵抗)を求めることができ、また、水の流動状況を把握することができます。従来の比抵抗トモグラフィは、 地下資源の探査、地すべり災害などのモニタリングなどに使われてきましたが、時間が非常にかかるという欠点がありました。
今回のプロジェクトで、同時送信、同時信号分離により、高速処理ができるようになりました。

詳しくは、左ペインよりマルチ送信システムの開発へ。

飽和度モニタリング

地下飽和度の計測(左の写真)

液状化対策として行われる地盤空気注入液状化対策工法において、地下飽和度の計測は、その飽和度低減による液状化対策効果を確認するうえで重要です。また、注入された空気が正確に目標砂層に注入されたのか、どのような深度や範囲で飽和度が変化したのかを知ることは、施工管理を行う上でも重要であると考えられます。

比抵抗トモグラフィ技術による飽和度モニタリング

比抵抗トモグラフィ技術は、地表面やボーリング孔に設置した多数の電極から電流双極子と電位双極子のペアを切り替えることにより、地下の電位ポテンシャルパターンの逆解析によって、地下の比抵抗構造を空間的に可視化できる技術です。研究により、比抵抗が増大すると飽和度は減少し、また、空気注入量が大きくなるにつれて、比抵抗の変化が大きくなっていくことが分かりました。
このように、比抵抗モニタリングは、通気注入に伴う地下の飽和度の変化を空間的に把握することが可能であり、空気注入液状化対策工法の施工管理技術として有望であると考えられます。

より詳しい説明は、左ペインより飽和度モニタリングをご覧ください。

発破液状化対策工法における比抵抗モニタリング

豊橋市神野西埠頭で行った発破締め固め対策工法での
事前・事後比較(左の写真)

(株)佐藤工業株式会社の協力を受け、愛知県豊橋市神野西埠頭で行った発破液状化対策工法Aエリアでの事前・事後のタイムラプスインバージョンの結果です。一番上は、発破前、真ん中は発破後、一番下は、比抵抗の変化率をあらわしています。発破領域の北側で大きく比抵抗変化率が増大しています。

発破締め固め地盤改良工事などの土木施工管理や堤防・斜面などの防災モニタリングにおいて、地下を空間的に可視化し、内部の状態を把握することは、安全で効率的な地圏の利用を行うために重要です。比抵抗トモグラフィ技術は、地表面やボーリング孔に設置した多数の電極から電流双極子と電位双極子のペアを切り替えることにより、地下の電位ポテンシャルパターンの逆解析によって、地下の比抵抗構造モデルを導出する技術です。

より詳しい説明は、左ペインより、発破比抵抗モニタリングをご覧ください。

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