３−２−１　ＰＳ検層（ＤＳＩ）

ＰＳ検層は，ボーリング孔を利用して弾性波速度（Ｐ波・Ｓ波）を直接測定するものであり，発震・受振の方式により，ダウンホール法，アップホール法など，いくつか測定法がある。これらのうち最もよく用いられるのが，震源を地表に設置し，孔井内の孔壁に密着させた受振器でその波動を記録するダウンホール式のＰＳ検層である。震源としては，Ｐ波検層では地表面を直接かあるいは地表に設置した鉄板等をハンマーで鉛直に打撃する方法，Ｓ波検層では地表に設置した角材をハンマーで水平に打撃する方法（板たたき法）などが用いられる。この方式では，受振器を所定の深度に設置し，Ｐ波・Ｓ波の発震を行って観測波を記録して，受振器の深度を変えて同じ測定を繰り返すことになる。得られた観測記録よりＰ波・Ｓ波の初動を読み取って走時曲線を作成し，この走時曲線の傾きから地盤の弾性波速度が得られる。しかし，この方式では震源を地表に設置しているため，長尺のボーリングでは，

@波動が減衰して良好な記録が得られにくい。

A地層が傾斜している場合，波動が屈折して地盤の真の弾性波速度が得られない。

などの欠点がある。

今回の調査においてはこれらの欠点を補うため，ＤＳＩ（Ｄｉｐｏｌｅ Ｓｈａｒｅ ｓｏｎｉｃ Ｉｍａｇｅｒ）と呼ばれる孔中発震・孔中受振の測定法で実施した。この方法では，弾性波を発生させる発震器とその振動を感知する受振器が同じセンサーゾンデに組み込まれており，音波を用いて発震させ，ゾンデに約１５ｃｍ間隔で直列された８個の受振器で各受振器間における到達時間差を検出し，孔壁を伝わる弾性波速度を求めることができる。

ＤＳＩゾンデの諸元は，以下のとおりである。

・ゾンデ径　　　　　　　　　　　　　９．２ｃｍ

・使用可能最小孔径　　　　　　　　　１３．９ｃｍ

・使用可能最大孔径　　　　　　　　　４５．７ｃｍ

・ゾンデ長　　　　　　　　　　　　　１５．５ｍ

・Ａ／Ｄ変換ダイナミックレンジ　　　　 ７．２ｄＢ

・サンプリング周波数　　　　　　　　３０．５８Ｈｚ〜１００，０００Ｈｚ

・発振周波数　　　　　　　　　　　　８〜３０ｋＨｚ（ｍｏｎｏｐｏｌｅ震源）

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８０Ｈｚ〜５ｋＨｚ（ｄｉｐｏｌｅ 震源）

・耐用最高温度　　　　　　　　　　　１７５℃

・耐用最大圧力 １３８ＭＰａ

・震源受振点間距離　　　　　　　　　２．７４ｍ（最も近い受振点とｍｏｎｏｐｏｌｅ震源）

３．３５ｍ（最も近い受振点と近い方のｄｉｐｏｌｅ震源）

３．５１ｍ （最も近い受振点と遠い方のｄｉｐｏｌｅ震源）

ＤＳＩの中心部分は，図３−１のように大きく分けて発震部と受振部，その両者を切り離す役割のアイソレート・ジョイントからなる。

発震部にはＰ波を発生させるｍｏｎｏｐｏｌｅ発振子１つと，Ｓ波を発生させる逆方向にセットされた２つのｄｉｐｏｌｅ 発振子が組み込まれている。Ｍｏｎｏｐｏｌｅ 発振子は圧電素子に電流を流すことにより比較的周波数が高く指向性のない音波を発生させる。Ｄｉｐｏｌｅ 発振子は孔中でピストンのように振る舞い，孔内の圧力の一方を増加させ，他方を減少させる。このため，孔壁を屈曲させながら伝播するＳ波を発生することになる。図３−２にｄｉｐｏｌｅ震源がＳ波を発生させる原理を示す。

図３−１　ＤＳＩゾンデの外形図

図３−２　ダイポール震源の原理

受振部は，１５．２４ｃｍ（６インチ）毎にセットした８個の受振器（ハイドロフォン）からなる。得られた波形間のコヒーレンスのピークを追跡することで，各区間におけるスローネス（速度の逆数）をほぼリアルタイムで測定することができる。図３−３に，レシーバーアレーによる速度解析の概念図と，センブランス（コヒーレンス）コンターによるスローネスの決定の仕組みを図示する。

図３−３　データ解析の原理