(1)測定原理

浅層反射法探査は地表で人工的に地震波を発生させ、地下の地層境界で反射して地表に戻ってくる反射波を測定・解析することにより、地下の地質構造(地質状況)を探査する物理探査方法である。地表からの探査により、地下の地質構造を視覚的なイメージとして表現することができる。

今回の探査では、測線下の深度数m〜数十m程度までの地質構造イメージを詳細に得ることを目的とした高分解能探査を行うために、高い周波数の波を発生させることができるポータブルバイブレータ(波種はP波)を使用した。

観測は最小オフセット距離を1.0mとしたインライン・エンドオンオフセット展開を基本とし、測線終端では受振器固定とした。

表2−5−1に探査の諸元示す。発震装置としては、ポータブルバイブレータを用いた。ポータブルバイブレータは、電磁力の制御による連続的な振動を発生することによって、エネルギーを分割して地中に放出する震源である。記録収録後に相互相関処理を用い、この分割したエネルギーを凝縮することができ、これにより、大きなエネルギーによって発震したものに相当する地震波を得ることができる。また振動の周波数を制御することによって、周波数の高い地震波を得ることができ、地下深度数m〜数十mまでの探査が可能である。ただし、下保木の探査測線の一部においては、波の高周波成分の減衰が著しかったことより、カケヤ叩きによる発震を用いた。また、データ収録装置としてはOYO Geospace社製のDAS−1を用いた。DAS−1は、24ビットという高い分解能を有する地震探査機である。

本探査の観測に使用した機器の一覧を表2−5−2にまとめる。

以下に観測と測定についてまとめる。

浅層反射法探査の観測に先立って測量を実施した。測量では、測線を設定し、受振点間隔が1.0mとなるよう受振点位置の測量を行い、杭の敷設またはマーキングを行った。

図2−5−1に浅層反射法探査の観測作業の概要を示す。以下にそれぞれの作業の概要を以下に述べる。

@受振器・ケーブルの設置

図2−5−1に示すように、測量で設定した各受振点に受振器を設置する。本探査の観測では、各受振器の間隔を1.0mとした。次に受振器とデータ収録器を専用ケーブル(CDPケーブル)で接続する。

A発震作業

ポータブルバイブレータを設置する場所は、発震の効率を良くするためにあらかじめ整地しておく。ケーブルで本部のパワーアンプ等と接続されているポータブルバイブレータを発震点に設置する。

Bデータ収録

観測本部では、発震点位置に応じて受振する36点の受振器を選択し、設定を行う。発震点の準備ができたら、受振点におけるノイズ状況をモニターする。そして、比較的ノイズの小さい時に、コントローラ(パーソナルコンピュータ)を操作して、ポータブルバイブレータへスイープ信号に応じた電流を流す。データ収録器は、コントローラより発震開始の信号を受け、各地表受振器およびポータブルバイブレータに取り付けられた加速度計からの波形データを収録する。同様に同一発震点において、4回以上の記録を収録し、スタックし(垂直重合)、加速度計の記録と地表受振器の記録の相互相関処理(解析の章を参照)を行う。観測者はその相互相関処理後のデータを観察し、良好であること確認し、その相関処理前のデータをハードディスクに保存する。データ収録後は、発震点に連絡をし、ポータブルバイブレータを次の点へ移動させる。