JP2001249187A - Estimation method of ground structure and estimation system - Google Patents

Estimation method of ground structure and estimation system

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JP2001249187A
JP2001249187A JP2000062118A JP2000062118A JP2001249187A JP 2001249187 A JP2001249187 A JP 2001249187A JP 2000062118 A JP2000062118 A JP 2000062118A JP 2000062118 A JP2000062118 A JP 2000062118A JP 2001249187 A JP2001249187 A JP 2001249187A
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dispersion
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an estimation method of a ground structure and an estimation system capable of estimating accurately an underground structure of the ground. SOLUTION: In this estimation method of the ground structure, estimation is executed by a first step for measuring a slight movement of the ground by installing sensor arrays composed of plural vibration sensors on the ground surface, a second step for calculating dispersion characteristics of a phase velocity from slight movement data of the sensor arrays, a third step for averaging the dispersion characteristics calculated from the slight movement data of same- sized sensor arrays among the sensor arrays, and a fourth step for integrating the dispersion characteristics obtained in the second step and the averaged dispersion characteristic obtained in the third step among the sensor arrays. This estimation method is performed by using the dispersion characteristic integrated in the fourth step.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤の地下の構造
を推定する方法及びシステムに係り、特に、計測された
データから正確に、効率よく地盤の地下構造を推定でき
る方法及びシステムに関する。
The present invention relates to a method and a system for estimating an underground structure of a ground, and more particularly to a method and a system for accurately and efficiently estimating an underground structure of a ground from measured data.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に振動計測による地盤調査は、複数
の振動センサを地表面に配置し、地表面に伝わるレイリ
ー波等の表面波を計測して行っている。そして、個々の
振動センサで収録された波の時間的変化あるいは振動セ
ンサ間の周波数相関により位相速度の分散特性を得たあ
と、それを用いて逆解析により地盤の地下構造を推定し
ている。
2. Description of the Related Art Generally, a ground survey by vibration measurement is performed by arranging a plurality of vibration sensors on the ground surface and measuring surface waves such as Rayleigh waves transmitted to the ground surface. Then, after obtaining the dispersion characteristic of the phase velocity by the temporal change of the wave recorded by each vibration sensor or the frequency correlation between the vibration sensors, the underground structure of the ground is estimated by inverse analysis using the obtained characteristic.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術に記載
した推定方法では、微動探査法で得られる分散特性は、
その値及び形状が地盤構造に大きく反映しているため非
常に重要であり、物理探査学会第49巻第1号pp26
−41に記載されているように、その算出には分散特性
の周波数域で最適なアレイサイズを選ぶ必要があるなど
多くのノウハウがあり、研究されてきた。しかし、微動
探査の観測中に混入する非定常振動が解析後の分散特性
に誤差を含むことが多く、その結果、最終的な地盤の地
下構造の推定にも誤差が生じていた。本発明は、このよ
うな問題に鑑みてなされたものであって、その目的とす
るところは、微動観測で得られた計測データから位相速
度の分散特性を正確に導き、地盤の地下構造を正確に、
短時間で推定することができる地盤構造の推定方法及び
推定システムを提供することにある。
In the estimation method described in the prior art, the dispersion characteristics obtained by the microtremor exploration method are as follows:
It is very important because the value and shape are greatly reflected in the ground structure, and the Geophysical Exploration Society of Japan, Vol. 49, No. 1, pp. 26
As described in −41, the calculation has a lot of know-how, such as the need to select an optimal array size in the frequency range of dispersion characteristics, and has been studied. However, unsteady vibrations mixed during microtremor observations often include errors in the dispersion characteristics after analysis, and as a result, errors also occurred in the estimation of the final underground structure of the ground. The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to accurately derive a dispersion characteristic of a phase velocity from measurement data obtained by microtremor observation and to accurately determine an underground structure of the ground. To
An object of the present invention is to provide an estimation method and an estimation system for a ground structure that can be estimated in a short time.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明に係る地盤構造の推定方法は、複数の振動センサ
で構成されたセンサアレイを地表面に設置して地盤の微
動を計測する第1のステップと、前記センサアレイの微
動データから位相速度の分散特性を算出する第2のステ
ップと、前記センサアレイの内、同サイズのセンサアレ
イの微動データから算出される分散特性を平均する第3
のステップと、前記第2のステップで得られた分散特性
と前記第3のステップで得られた平均された分散特性と
を統合する第4のステップと、前記第4のステップで統
合された分散特性を用いて地盤の地下構造を推定する。
In order to achieve the above object,
The method for estimating the ground structure according to the present invention includes a first step of installing a sensor array composed of a plurality of vibration sensors on the ground surface and measuring the fine movement of the ground, and calculating a phase velocity from fine movement data of the sensor array. A second step of calculating dispersion characteristics, and a third step of averaging dispersion characteristics calculated from fine movement data of the same size sensor array among the sensor arrays.
And a fourth step of integrating the dispersion characteristics obtained in the second step with the averaged dispersion characteristics obtained in the third step; and a variance integrated in the fourth step. Estimate the underground structure of the ground using the characteristics.

【0005】また、本発明に係る地盤構造の他の推定方
法は、複数の振動センサで構成されたセンサアレイを地
表面に設置して地盤の微動を計測する第1のステップ
と、前記センサアレイの微動データを用いて空間自己相
関法より空間自己相関係数を算出する第2のステップ
と、前記センサアレイの内、同サイズのセンサアレイの
微動データから算出される空間自己相関係数を平均する
第3のステップと、前記第2のステップで得られた空間
自己相関係数と前記第3のステップで得られた空間自己
相関係数を統合する第4のステップと、前記第4のステ
ップで統合された空間自己相関係数から分散特性を導
き、この分散特性を用いて地盤の地下構造を推定する。
Further, another method of estimating the ground structure according to the present invention includes a first step of installing a sensor array composed of a plurality of vibration sensors on the ground surface and measuring a fine movement of the ground; A second step of calculating a spatial autocorrelation coefficient by a spatial autocorrelation method using the microtremor data, and averaging a spatial autocorrelation coefficient calculated from microtremor data of a sensor array of the same size among the sensor arrays. A third step of integrating the spatial autocorrelation coefficient obtained in the second step with the spatial autocorrelation coefficient obtained in the third step, and the fourth step The variance characteristic is derived from the spatial autocorrelation coefficient integrated in the above, and the underground structure of the ground is estimated using the variance characteristic.

【0006】本発明に係る地盤構造の推定システムは、
複数の振動センサから構成され微動を計測するセンサア
レイと、前記センサアレイによる複数の微動データを収
録するデータ収録装置と、該データ収録装置からの微動
データを解析する解析装置とを備え、前記解析装置は、
サイズごとに前記センサアレイの周波数解析より複数の
分散特性を算出すると共に同サイズのセンサアレイの前
記分散特性を平均する算出手段と、複数の分散特性を統
合する統合手段とを有し、統合された分散特性から地盤
の地下構造を推定することを特徴とする。
A ground structure estimation system according to the present invention comprises:
A sensor array constituted by a plurality of vibration sensors and measuring fine movement, a data recording device for recording a plurality of fine movement data by the sensor array, and an analyzing device for analyzing the fine movement data from the data recording device; The equipment is
Calculating means for calculating a plurality of dispersion characteristics from the frequency analysis of the sensor array for each size and averaging the dispersion characteristics of the sensor array of the same size, and integrating means for integrating the plurality of dispersion characteristics; It is characterized by estimating the underground structure of the ground from the dispersion characteristics.

【0007】さらに、本発明に係る他の地盤の推定シス
テムは、複数の振動センサから構成され微動を計測する
センサアレイと、前記センサアレイによる複数の微動デ
ータを収録するデータ収録装置と、該データ収録装置か
らの微動データを解析する解析装置とを備え、前記解析
装置は、サイズごとに前記センサアレイの周波数解析よ
り複数の空間自己相関係数を算出すると共に同サイズの
センサアレイの前記空間自己相関係数を平均する算出手
段と、前記複数の空間自己相関係数を統合する統合手段
とを有し、統合された空間自己相関係数から分散特性を
導き、地盤の地下構造を推定することを特徴とする。
Further, another ground estimating system according to the present invention is a sensor array comprising a plurality of vibration sensors for measuring micromotion, a data recording device for recording a plurality of micromotion data by the sensor array, An analysis device for analyzing microtremor data from the recording device, wherein the analysis device calculates a plurality of spatial autocorrelation coefficients from frequency analysis of the sensor array for each size, and calculates the spatial autocorrelation coefficient of the sensor array of the same size. Calculating means for averaging a correlation coefficient, and integrating means for integrating the plurality of spatial autocorrelation coefficients, deriving dispersion characteristics from the integrated spatial autocorrelation coefficients, and estimating an underground structure of the ground. It is characterized by.

【0008】このように構成された本発明の地盤構造の
推定方法及び推定システムは、地盤の微動を計測し、複
数の同サイズのセンサアレイにより算出される位相速度
の分散特性あるいは空間自己相関係数より求めた分散特
性を平均することにより、地表部分に点在する判別不能
なノイズ分を効果的に除去することができ、微動観測を
改めて行うことなく、複数の計測データから正確な地盤
の地下構造を推定することができる。
The ground structure estimation method and system according to the present invention configured as described above measure the ground tremor and disperse the phase velocity calculated by a plurality of sensor arrays of the same size or the spatial self-phase relationship. By averaging the dispersion characteristics obtained from the numbers, the indistinguishable noise scattered on the ground surface can be effectively removed, and the accurate ground Underground structure can be estimated.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る地盤構造の推
定システムの一実施形態を図面に基づき詳細に説明す
る。図1は、本発明に係る推定システムの一実施形態を
示すブロック図、図2は、図1のセンサアレイの配置図
である。図1、2において、微動探査により地盤の地下
構造を推定するシステムについて説明する。調査目的地
地表面には複数の振動センサが設置されている。振動セ
ンサ1〜6は、図2に示すように大きい正三角形上に振
動センサ1、2、3が設置されると共に、振動センサ
4、5、6は大きい正三角形の3辺の略中間位置に設置
され、センサアレイ7を構成している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a ground structure estimation system according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the estimation system according to the present invention, and FIG. 2 is a layout diagram of the sensor array of FIG. 1 and 2, a description will be given of a system for estimating the underground structure of the ground by microtremor exploration. Several vibration sensors are installed on the surface of the survey destination. As shown in FIG. 2, the vibration sensors 1 to 6 have the vibration sensors 1, 2, and 3 installed on a large equilateral triangle, and the vibration sensors 4, 5, and 6 are located at approximately intermediate positions of three sides of the large equilateral triangle. It is installed and constitutes the sensor array 7.

【0010】センサアレイ7のサイズは、対象とする地
盤あるいは、求めたい地盤構造の深さで決定され、目標
深度が深いほどセンサアレイのサイズは大きくなるた
め、目標深度までの地下の構造を推定するために大小複
数のアレイサイズが必要となる。また、センサアレイの
サイズは、センサアレイを構成する振動センサの間隔で
定義される。振動センサ1〜6は常時微動を検出して計
測するものであり、常時微動とは、海洋の振動、風や地
殻の変動等の自然現象に起因する地球固有の振動の他、
交通や工場等の人間活動に起因する人工の振動であり、
周波数帯域は1〜30Hz程度である。
The size of the sensor array 7 is determined by the depth of the target ground or the desired ground structure. Since the size of the sensor array increases as the target depth increases, the underground structure up to the target depth is estimated. For this purpose, a large and small array size is required. Further, the size of the sensor array is defined by the interval between the vibration sensors constituting the sensor array. The vibration sensors 1 to 6 always detect and measure microtremors. Microtremors are vibrations of the ocean, vibrations specific to the earth caused by natural phenomena such as wind and crustal movement,
It is an artificial vibration caused by human activities such as traffic and factories,
The frequency band is about 1 to 30 Hz.

【0011】振動センサ1〜6により計測された複数箇
所の常時微動データはデータ収録装置8に入力され、そ
の後、解析装置10に入力される。解析装置10にはデ
ータ等を入力する入力装置11が接続され、解析装置1
0からの解析結果を出力する出力装置12が接続されて
いる。出力装置12はプリンターや表示装置等が用いら
れる。推定システムは、複数の振動センサ1〜6から構
成されるセンサアレイ7、その出力を解析する解析装置
10、入力装置11及び出力装置12から構成される。
The microtremor data at a plurality of locations measured by the vibration sensors 1 to 6 are input to the data recording device 8 and then to the analysis device 10. An input device 11 for inputting data and the like is connected to the analysis device 10.
An output device 12 for outputting an analysis result from 0 is connected. As the output device 12, a printer, a display device, or the like is used. The estimation system includes a sensor array 7 including a plurality of vibration sensors 1 to 6, an analyzer 10 for analyzing an output of the sensor array 7, an input device 11, and an output device 12.

【0012】解析装置10は、振動センサ1〜6からの
微動観測による微動データよりレイリー波の分散特性を
算出すると共に、同サイズのセンサアレイの分散特性を
平均する算出手段16と、複数の分散特性を統合する統
合手段17とを備え、統合した分散特性から地盤の地下
構造を推定するものである。統合手段17は、例えば小
さいセンサアレイの低周波数帯の特性と、大きいセンサ
アレイの高周波数帯の特性とを連続させて、広い周波数
帯の特性を短時間で正確に得ることができるものであ
る。地盤の地下構造の推定は、遺伝アルゴリズム法ある
いは最小二乗法といった手法により逆解析を行う。
The analyzing apparatus 10 calculates a dispersion characteristic of a Rayleigh wave from the tremor data obtained by observation of the tremor from the vibration sensors 1 to 6, calculates the dispersion characteristic of a sensor array of the same size, and calculates a plurality of variances. And an integrating means for integrating the characteristics, and estimates the underground structure of the ground from the integrated dispersion characteristics. The integrating means 17 can, for example, make the characteristics of a low frequency band of a small sensor array and the characteristics of a high frequency band of a large sensor array continuous, and can accurately obtain the characteristics of a wide frequency band in a short time. . Estimation of the underground structure of the ground is performed by inverse analysis using a method such as a genetic algorithm method or a least squares method.

【0013】前記の如く構成された本実施形態の地盤構
造の推定システムの動作について、図1、2及び図3の
フローチャートを参照して以下に説明する。第1のステ
ップとして、センサアレイ7の複数の振動センサ1〜6
で地盤の微動を計測する。計測により得られた微動観測
の微動データはデータ収録装置8で収録され、解析装置
10に入力される。図2に示すように、各サイズのセン
サアレイごとに、すなわち小さい三角形を構成する振動
センサ1、4、6からなるセンサアレイと、同様に振動
センサ2、4、5からなるセンサアレイと、振動センサ
4、5、6からなるセンサアレイと、振動センサ3、
5、6からなるセンサアレイとについて、また大きい三
角形を構成する振動センサ1、2、3からなるセンサア
レイについて、微動データをステップS1にて分類す
る。このように、センサアレイは計測時間短縮のために
大小のアレイを組み合わせたものを用いると好都合であ
る。
The operation of the ground structure estimating system of the present embodiment having the above-described configuration will be described below with reference to the flowcharts of FIGS. As a first step, a plurality of vibration sensors 1 to 6 of the sensor array 7
To measure the ground tremor. The microtremor data of the microtremor observation obtained by the measurement is recorded by the data recording device 8 and input to the analysis device 10. As shown in FIG. 2, for each sensor array of each size, that is, a sensor array of vibration sensors 1, 4, and 6 forming a small triangle, a sensor array of vibration sensors 2, 4, and 5 similarly, A sensor array composed of sensors 4, 5, 6;
The fine movement data is classified in step S1 with respect to the sensor array including the sensor arrays 5 and 6 and the sensor array including the vibration sensors 1, 2, and 3 forming a large triangle. As described above, it is convenient to use a sensor array in which large and small arrays are combined to reduce the measurement time.

【0014】第2のステップとして、解析装置10で
は、ステップS1にて分類された微動データは、センサ
アレイごとに周波数変換される。そして、ステップS2
にて、各センサアレイの微動データを選択し、ステップ
S3にて周波数−波数スペクトル法(F−K法)あるい
は空間自己相関法(SPAC法)といった解析手法で、
調査地盤固有の周波数と位相速度との関係、つまり分散
特性を得ることができる。特に、空間自己相関法で分散
特性を算出するときに、その算出途中において周波数と
空間自己相関係数(ρ特性)を導き算出することができ
る。
As a second step, in the analyzer 10, the fine movement data classified in step S1 is frequency-converted for each sensor array. Then, step S2
In step S3, fine movement data of each sensor array is selected, and in step S3, an analysis method such as a frequency-wavenumber spectrum method (FK method) or a spatial autocorrelation method (SPAC method) is used.
It is possible to obtain the relationship between the frequency peculiar to the survey ground and the phase velocity, that is, the dispersion characteristics. In particular, when the dispersion characteristic is calculated by the spatial autocorrelation method, the frequency and the spatial autocorrelation coefficient (ρ characteristic) can be derived and calculated during the calculation.

【0015】第3のステップとして、複数のセンサアレ
イから算出される個々の周波数毎の分散特性あるいは分
散特性までの算出途中であるρ特性を、同サイズのセン
サアレイが複数ある場合には、ステップS4にて算出手
段16で平均する。これにより正確な分散特性あるいは
ρ特性を導くことができる。ρ特性を平均した場合は、
これを用いて分散特性を導く。特に、表層付近を反映し
た小サイズのアレイで得られる特性は、地表に点在する
何らかの要因によりノイズ部分を多く含んでいるため、
平均することによりノイズ分の影響を少なくでき、正確
な分散特性を得ることができる。このようにして4つの
小さいセンサアレイの微動データを平均して、図4
(c)、(d)に示すρ特性図及び分散特性図が得られ
る。一方、大きいセンサアレイからは平均していない図
4(a)、(b)に示すρ特性図及び分散特性図が得ら
れる。
As a third step, if there are a plurality of sensor arrays of the same size, the dispersion characteristic for each frequency calculated from the plurality of sensor arrays or the ρ characteristic which is being calculated up to the dispersion characteristic is determined. In S4, the average is calculated by the calculating means 16. Thereby, an accurate dispersion characteristic or ρ characteristic can be derived. When ρ characteristics are averaged,
This is used to derive dispersion characteristics. In particular, the characteristics obtained with a small-sized array reflecting the vicinity of the surface layer include many noise parts due to some factors scattered on the ground surface,
By averaging, the influence of noise can be reduced, and accurate dispersion characteristics can be obtained. By averaging the fine movement data of the four small sensor arrays in this manner, FIG.
The ρ characteristic diagram and the dispersion characteristic diagram shown in (c) and (d) are obtained. On the other hand, figures not averaged from a large sensor array
4A and 4B, the ρ characteristic diagram and the dispersion characteristic diagram are obtained.

【0016】第4のステップとして、大小の様々なセン
サアレイについて、個々のセンサアレイから求めた分散
特性を、ステップS5にて統合手段17により統合し、
図4(b)と(d)を統合して、図5に示すような連続
した1本の分散特性図を得ることができる。このように
して得られた分散特性から、ステップ6にて遺伝アルゴ
リズム法あるいは最小二乗法といった手法により逆解析
を行い、すなわち、ある深さにおけるS波速度と層厚の
少なくとも一方をパラメータとして、逆解析を行う(イ
ンバージョン法)ことで調査地点の地盤の地下構造を推
定することができる。このようにして求めた地盤のS波
速度の地下構造は、地表部分のノイズの影響を小さくで
きるため極めて精度がよく、建築時の地下部分の設計を
効率よく行うことができる。
As a fourth step, for various sensor arrays of large and small sizes, the dispersion characteristics obtained from the individual sensor arrays are integrated by the integrating means 17 in step S5.
By integrating FIGS. 4B and 4D, it is possible to obtain one continuous dispersion characteristic diagram as shown in FIG. From the dispersion characteristics thus obtained, an inverse analysis is performed in step 6 by a method such as a genetic algorithm method or a least squares method, that is, an inverse analysis is performed using at least one of the S-wave velocity and the layer thickness at a certain depth as parameters. By performing analysis (inversion method), the underground structure of the ground at the survey point can be estimated. The underground structure of the S-wave velocity of the ground obtained in this manner can reduce the influence of noise on the surface of the ground, so that the accuracy is extremely high and the underground part can be efficiently designed at the time of construction.

【0017】次に、本発明の他の実施形態を図6に基づ
き詳細に説明する。図6は本発明に係る推定システムの
センサアレイの他の実施形態を示す配置図である。図6
において、センサアレイ20は正六角形の各頂点に設置
した振動センサ21〜26と、中心に設置した振動セン
サ27とから構成される例を示している。この例では、
小さい三角形のセンサアレイ(21−22−27、22
−23−27、23−24−27、24−25−27、
25−26−27、26−21−27)と、大きい三角
形のセンサアレイ(21−23−25、22−24−2
6)からの振動データが得られる。
Next, another embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 6 is a layout diagram showing another embodiment of the sensor array of the estimation system according to the present invention. FIG.
1 shows an example in which the sensor array 20 includes vibration sensors 21 to 26 installed at each vertex of a regular hexagon and a vibration sensor 27 installed at the center. In this example,
Small triangular sensor arrays (21-22-27, 22
-23-27, 23-24-27, 24-25-27,
25-26-27, 26-21-27) and a large triangular sensor array (21-23-25, 22-24-2).
The vibration data from 6) is obtained.

【0018】この実施形態においては、第3のステップ
で6つの小さい三角形のセンサアレイの微動データから
求めた分散特性を平均し、2つの大きい三角形のセンサ
アレイの微動データから求めた分散特性を平均し、これ
らの平均された分散特性を第4のステップで統合する。
図7(a)は6つの小さい三角形のセンサアレイを用い
て計測したρ特性を示しており、このρ特性を平均する
と図7(b)のようになる。また、図7(a)の各ρ特
性から位相速度の分散特性を算出すると図7(c)とな
る。そして、図7(d)に示すように、図7(b)の平
均したρ特性から算出した分散特性B1(実線で示す)
と、図7(c)の個々の分散特性B2(破線で示す)を
平均した分散特性は略同一になり、どちらの手法でも分
散特性の精度が高いことが判明した。すなわち、このよ
うに低周波帯においては、地表のノイズの影響を受けや
すいため、複数のセンサアレイからの微動データを平均
して分散特性を算出することにより、より精度の高い分
散特性を得ることができることが判明した。
In this embodiment, in the third step, the dispersion characteristics obtained from the fine movement data of the six small triangular sensor arrays are averaged, and the dispersion characteristics obtained from the fine movement data of the two large triangular sensor arrays are averaged. Then, these averaged dispersion characteristics are integrated in a fourth step.
FIG. 7A shows a ρ characteristic measured using six small triangular sensor arrays. FIG. 7B shows an average of the ρ characteristic. Further, when the dispersion characteristic of the phase velocity is calculated from each ρ characteristic of FIG. Then, as shown in FIG. 7D, a dispersion characteristic B1 (shown by a solid line) calculated from the averaged ρ characteristic of FIG. 7B
7C, the dispersion characteristics obtained by averaging the individual dispersion characteristics B2 (shown by broken lines) in FIG. 7C were substantially the same, and it was found that the accuracy of the dispersion characteristics was high in both methods. In other words, in the low-frequency band, the influence of the noise on the surface of the ground is liable to be obtained. Therefore, by calculating the dispersion characteristics by averaging the fine movement data from a plurality of sensor arrays, it is possible to obtain a more accurate dispersion characteristic. It turns out that you can.

【0019】同様にして、2つの大きい三角形のセンサ
アレイの微動データからρ特性を算出し、ρ特性を平均
して求めた分散特性(図示せず)も精度の高いものとな
る。この図示していない精度の高い分散特性と、図7
(d)の分散特性B1とを統合して、広い周波数帯にお
いて精度の高い分散特性を得ることができる。そして、
統合された精度の高い分散特性から、逆解析により地盤
の地下構造を正確に推定することができる。その結果、
得られた地盤の地下構造は、地表部分のノイズの影響を
少なくできるため、精度の高いデータとなり、建築設計
時の地下部分の設計を効率よく行うことができる。な
お、前記した実施の形態では、センサアレイとして正三
角形の配置をした例を示したが、正多角形状や円形状に
配置したものでもよいことは勿論である。また、空間自
己相関係数より分散特性を算出する例を示したが、周波
数−波数法より分散特性を求めるようにしてもよいこと
は勿論である。
Similarly, the ρ characteristics are calculated from the fine movement data of the two large triangular sensor arrays, and the dispersion characteristics (not shown) obtained by averaging the ρ characteristics are also highly accurate. This highly accurate dispersion characteristic (not shown) and FIG.
By integrating the dispersion characteristic B1 of (d), a highly accurate dispersion characteristic can be obtained in a wide frequency band. And
From the integrated and highly accurate dispersion characteristics, the underground structure of the ground can be accurately estimated by inverse analysis. as a result,
The obtained underground structure of the ground can reduce the influence of noise on the surface of the ground, so that it becomes highly accurate data, and the underground part can be efficiently designed at the time of architectural design. In the above-described embodiment, an example is shown in which the sensor array is arranged in a regular triangle, but it is needless to say that the sensor array may be arranged in a regular polygonal shape or a circular shape. Also, an example has been shown in which the dispersion characteristic is calculated from the spatial autocorrelation coefficient. However, it is needless to say that the dispersion characteristic may be obtained by the frequency-wavenumber method.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上の説明から理解できるように、本発
明の地盤構造の推定方法及び推定システムは、微動観測
を改めて行うことなく、1度の観測で複数の微動データ
から正確に、しかも短時間で位相速度の分散特性を導く
ことができ、その結果、より正確な地盤の地下構造を推
定することができる。
As can be understood from the above description, the method and the system for estimating the ground structure according to the present invention can accurately and shortly obtain a plurality of tremor data from a plurality of tremor data in a single observation without performing a new tremor observation. The dispersion characteristic of the phase velocity can be derived in time, and as a result, a more accurate underground structure of the ground can be estimated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る地盤構造の推定システムの一実施
形態を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a ground structure estimation system according to the present invention.

【図2】図1の推定システムのセンサアレイの配置図。FIG. 2 is a layout diagram of a sensor array of the estimation system of FIG. 1;

【図3】図1の推定システムのフローチャート。FIG. 3 is a flowchart of the estimation system in FIG. 1;

【図4】(a)は小サイズのセンサアレイのρ特性図、
(b)は(a)の分散特性図、(c)は大サイズのセン
サアレイのρ特性図、(d)は(c)の分散特性図。
FIG. 4A is a ρ characteristic diagram of a small-sized sensor array,
(B) is a dispersion characteristic diagram of (a), (c) is a ρ characteristic diagram of a large-sized sensor array, and (d) is a dispersion characteristic diagram of (c).

【図5】図4の(b)と(d)を統合した分散特性図。FIG. 5 is a dispersion characteristic diagram integrating (b) and (d) of FIG. 4;

【図6】センサアレイの他の実施形態を示す配置図。FIG. 6 is a layout diagram showing another embodiment of the sensor array.

【図7】(a)は図6のセンサアレイの複数のρ特性
図、(b)は(a)を平均したρ特性図、(c)は
(a)から求めた複数の分散特性図、(d)は(b)か
ら求めた分散特性と(c)から求めた分散特性を示す分
散特性図。
7A is a plurality of ρ characteristic diagrams of the sensor array of FIG. 6, FIG. 7B is a ρ characteristic diagram obtained by averaging (a), FIG. 7C is a plurality of dispersion characteristic diagrams obtained from FIG. (D) is a dispersion characteristic diagram showing the dispersion characteristics obtained from (b) and the dispersion characteristics obtained from (c).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜6 振動センサ 7 センサアレイ 8 データ収録装置 10 解析装置 16 算出手段 17 統合手段 20 センサアレイ 21〜27 振動センサ 1-6 Vibration sensor 7 Sensor array 8 Data recording device 10 Analysis device 16 Calculation means 17 Integration means 20 Sensor array 21-27 Vibration sensor

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の振動センサで構成されたセンサア
レイを地表面に設置して地盤の微動を計測する第1のス
テップと、前記センサアレイの微動データから位相速度
の分散特性を算出する第2のステップと、前記センサア
レイの内、同サイズのセンサアレイの微動データから算
出される分散特性を平均する第3のステップと、前記第
2のステップで得られた分散特性と前記第3のステップ
で得られた平均された分散特性とを統合する第4のステ
ップと、前記第4のステップで統合された分散特性を用
いて地盤の地下構造を推定する地盤構造の推定方法。
1. A first step of installing a sensor array composed of a plurality of vibration sensors on the ground surface and measuring a fine movement of the ground, and calculating a dispersion characteristic of a phase velocity from the fine movement data of the sensor array. Step 2, a third step of averaging the dispersion characteristics calculated from the fine movement data of the sensor array of the same size in the sensor array, and the dispersion characteristic obtained in the second step and the third step. A fourth step of integrating the averaged dispersion characteristics obtained in the step; and a ground structure estimation method of estimating an underground structure of the ground using the dispersion characteristics integrated in the fourth step.
【請求項2】 複数の振動センサで構成されたセンサア
レイを地表面に設置して地盤の微動を計測する第1のス
テップと、前記センサアレイの微動データを用いて空間
自己相関法より空間自己相関係数を算出する第2のステ
ップと、前記センサアレイの内、同サイズのセンサアレ
イの微動データから算出される空間自己相関係数を平均
する第3のステップと、前記第2のステップで得られた
空間自己相関係数と前記第3のステップで得られた空間
自己相関係数を統合する第4のステップと、前記第4の
ステップで統合された空間自己相関係数から分散特性を
導き、この分散特性を用いて地盤の地下構造を推定する
地盤構造の推定方法。
2. A first step in which a sensor array composed of a plurality of vibration sensors is installed on the ground surface to measure micromotion of the ground, and a spatial autocorrelation method using the micromotion data of the sensor array. A second step of calculating a correlation coefficient, a third step of averaging a spatial autocorrelation coefficient calculated from fine movement data of a sensor array of the same size in the sensor array, and A fourth step of integrating the obtained spatial autocorrelation coefficient and the spatial autocorrelation coefficient obtained in the third step, and calculating a dispersion characteristic from the spatial autocorrelation coefficient integrated in the fourth step. A method of estimating the underground structure of the ground using the dispersion characteristics.
【請求項3】 複数の振動センサから構成され微動を計
測するセンサアレイと、前記センサアレイによる複数の
微動データを収録するデータ収録装置と、該データ収録
装置からの微動データを解析する解析装置とを備え、 前記解析装置は、サイズごとに前記センサアレイの周波
数解析より複数の分散特性を算出すると共に同サイズの
センサアレイの前記分散特性を平均する算出手段と、複
数の分散特性を統合する統合手段とを有し、統合された
分散特性から地盤の地下構造を推定することを特徴とす
る地盤構造の推定システム。
3. A sensor array comprising a plurality of vibration sensors for measuring fine movement, a data recording device for recording a plurality of fine movement data by the sensor array, and an analyzing device for analyzing fine movement data from the data recording device. The analysis device is configured to calculate a plurality of dispersion characteristics from frequency analysis of the sensor array for each size and average the dispersion characteristics of the sensor array of the same size, and integrate the plurality of dispersion characteristics. Means for estimating the underground structure of the ground from the integrated dispersion characteristics.
【請求項4】 複数の振動センサから構成され微動を計
測するセンサアレイと、前記センサアレイによる複数の
微動データを収録するデータ収録装置と、該データ収録
装置からの微動データを解析する解析装置とを備え、 前記解析装置は、サイズごとに前記センサアレイの周波
数解析より複数の空間自己相関係数を算出すると共に同
サイズのセンサアレイの前記空間自己相関係数を平均す
る算出手段と、前記複数の空間自己相関係数を統合する
統合手段とを有し、統合された空間自己相関係数から分
散特性を導き、地盤の地下構造を推定することを特徴と
する地盤構造の推定システム。
4. A sensor array comprising a plurality of vibration sensors for measuring fine movement, a data recording device for recording a plurality of fine movement data by the sensor array, and an analyzing device for analyzing fine movement data from the data recording device. Calculating means for calculating a plurality of spatial autocorrelation coefficients from frequency analysis of the sensor array for each size, and averaging the spatial autocorrelation coefficients of the same size sensor array; and An integration means for integrating the spatial autocorrelation coefficients of the above, and estimating an underground structure of the ground by deriving dispersion characteristics from the integrated spatial autocorrelation coefficients.
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