JP2002014172A - 地震波発生装置、探査装置、および、地震波記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射法地震波探査において、作業員への負担
が小さい反射法地震波探査用の震源を提供する。 【解決手段】 反射法地震波探査の震源として用いられ
る地震波発生装置は、地表に設置するための接地面を有
する打撃材１と、前記打撃材に固定され圧縮空気を利用
して内部に設けられたピストンの衝撃により前記打撃材
に打撃力を与える打撃装置２とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地震波探査用の震
源として利用される地震波発生装置、および、この地震
波発生装置を用いた探査装置、地震波記録方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、地震波（弾性波）を用いた地
下や構造物内の探査が行われている。地震波を用いた地
下構造の探査方法としては、地表に震源を設ける反射法
地震波探査や、坑井内に震源を設けるＶＳＰ（Vertical
Seismioc Profiling）、トモグラフィ等がある。

【０００３】反射法地震波探査により特に地下浅部の構
造を探査する場合、震源のエネルギーは比較的小さくて
よい。そのため、反射法地震波探査における震源として
は、地表面に板を置きその板を作業員がかけ矢で打撃す
る板叩きが一般的である。また、近年における地下浅部
の構造の探査は路面や堤防等の人工構造物が震源を設置
する地表となることも多いことから、これら人工構造物
を破壊しないと言う点でも板叩きが広く用いられてい
る。また、坑井内に震源を設ける弾性波探査では、電気
雷管を用いた爆薬の爆破やエアガン等を震源としてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の反射法
地震波探査における板叩きでは作業員が地表に設置した
板を叩くことから、板を叩く作業員の負担が大きい、と
いう問題がある。さらに、板を作業員が叩くことから、
その板の打撃力にばらつきが生じる。そのため、震源の
地震波のエネルギーにばらつきが生じ、結果として受振
器で受振した地震波の振幅等のばらつきの原因となり、
結果として解析処理における精度が低下する、という問
題がある。

【０００５】また、上述の坑井内に震源を設ける弾性波
探査では、電気雷管を用いた爆薬やエアガンは一種の爆
撃波であることから、坑井内を破損する恐れが極めて大
きい、という問題がある。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、板叩きを震源に利用した反射法地震波探査にお
いて、作業員への負担が小さい反射法地震波探査用の震
源を提供することを目的とする。さらに、本発明は、反
射法地震波探査において均一な地震波を発生する反射法
地震波探査用の震源を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、坑井内に震源を設ける弾性波探査におい
て、坑井内の破損を低減できる坑内用の震源を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、反射法地震波探査の震源として用いられ
る地震波発生装置において、地表に設置するための接地
面を有する打撃材と、前記打撃材に固定され、圧縮空気
を利用して内部に設けられたピストンの衝撃により前記
打撃材に打撃力を与える打撃装置とからなることを特徴
とする地震波発生装置を提供する。打撃装置は機械的に
打撃材に打撃力を与える。よって、作業員がかけ矢を用
いて打撃材を叩く必要がなくなり、作業員の負担を減ら
すことができる。

【０００８】また、前述の地震波発生装置において、前
記打撃装置は、所定の圧力の圧縮空気を前記打撃装置の
内部に送るコンプレッサーと、前記打撃装置の内部の圧
縮空気により前期ピストンに加速力を与えるための弁の
開閉を行う開閉弁とをさらに備える。打撃装置には所定
の圧力の圧縮空気が送り込まれ、開閉弁の操作タイミン
グに応じてピストンが圧縮空気により加速力を与え衝撃
力を発生する。圧縮空気の圧力は予め設定された所定の
圧力であるため、ピストンによる衝撃力はほぼ一定とな
り、反射法地震波探査において均一な地震波を発生する
ことができるようになる。また、地震波発生タイミング
は開閉弁の操作タイミングにより自由に調整できるよう
になる。

【０００９】また、前述の地震波発生装置において、前
記打撃装置は、前記打撃材の接地面に対し前記ピストン
による打撃方向がほぼ鉛直となるように前記打撃材に固
定される。打撃装置は打撃材を設置面に対しほぼ鉛直方
向より打撃する。これにより、Ｐ波用の地震波発生装置
とすることができる。

【００１０】また、前述の地震波発生装置において、前
記打撃装置は、前記打撃材の接地面に対し前記ピストン
による打撃方向がほぼ水平となるように前記打撃材に固
定される。打撃装置は打撃材を設置面に対しほぼ水平方
向より打撃する。これにより、Ｓ波用の地震波発生装置
とすることができる。

【００１１】また、前述の地震波発生装置は、前記打撃
材の接地面に対し前記ピストンによる打撃方向がほぼ鉛
直となるように前記打撃材に固定され、圧縮空気を利用
して内部に設けられたピストンの衝撃により前記打撃材
に打撃力を与える第１の打撃装置と、前記打撃材の接地
面に対し前記ピストンによる打撃方向がほぼ水平となる
ように前記打撃材に固定され、圧縮空気を利用して内部
に設けられたピストンの衝撃により前記打撃材に打撃力
を与える第２の打撃装置とを備える。なお、”ほぼ鉛
直”、”ほぼ垂直”とは、角度として誤差があっても良
いことを意味し、その角度の誤差は、最大で４５度であ
る。これにより、Ｐ波およびＳ波のどちらも発生できる
地震波発生装置とすることができる。

【００１２】また、前述の地震波発生装置において、前
記打撃材は、空洞等の地下の探査対象物の大きさや、記
録した弾性波を用いた地下構造の解析において必要とす
る分解能に応じた波長を接地面に伝える素材が用いられ
る。打撃材として、木材、鉄板、Ｈ型鋼のいずれかを用
いる場合、震源の波長は、木材、鉄板、Ｈ型鋼の順番で
短くなる。また、波長が短いほど地下探査における分解
能を高めることができ、目的とする分解能に応じた弾性
波探査を行うことができる。

【００１３】また、本発明は、前述の地震波発生装置
と、受振した地震波に応じた信号を出力する複数の受振
器と、前記受振器からの信号を記録する記録装置とから
なる探査装置を提供する。また、本発明は、前述の探査
装置を用いて地震波を記録する方法であって、地震波発
生装置および受振器を地表に設置し、前記地震波発生装
置により地震波を発生し、トリガーとなる信号入力から
所定期間、記録装置により前記受振器からの信号を記録
する地震波記録方法を提供する。これにより、作業者の
作業負担を少なくできる探査装置を提供することがで
き、また、作業者の作業負担を少なく地下探査に必要と
なる地震波を記録する方法とすることができる。

【００１４】また、本発明は、坑井内に備えられる地震
波探査用の震源として利用される地震波発生装置におい
て、圧縮空気を利用して内部に設けられたピストンの衝
撃により衝撃波を出力する打撃装置と、前記打撃装置を
坑井内の所定位置で保持するための保持手段とからなる
地震波発生装置を提供する。ここで、保持手段の一例と
しては、打撃装置に接続されるワイヤあるいはロッド
と、坑井内の所定位置に設置した後、その設置位置が変
わらないように坑井外部にて打撃装置に接続されたワイ
ヤやロッドを固定する手段とからなる。打撃装置は圧縮
空気により動作するピストンの打撃により坑井内に衝撃
波を出力する。この衝撃波は一種の音波であり、火薬や
エアガンを用いた場合の爆撃波に比べ、坑井内を破損す
ることが少ない。よって、坑井内の破損を減らすことの
できる坑井内用の地震波発生装置とすることができる。

【００１５】また、前述の坑井内用の地震波発生装置
は、前記打撃装置が、所定の圧力の圧縮空気を前記打撃
装置の内部に送るコンプレッサーと、前記打撃装置の内
部の圧縮空気により前期ピストンに加速力を与える弁の
開閉を行う開閉弁と、をさらに備える。打撃装置には所
定の圧力の圧縮空気が送り込まれ、開閉弁の操作タイミ
ングに応じてピストンが圧縮空気により加速力を与え打
撃により衝撃波を発生する。圧縮空気の圧力は予め設定
された所定の圧力であるため、ピストンによる打撃力は
ほぼ一定となることから、ほぼ一定の衝撃波が発生さ
れ、坑井を利用した地震波探査において均一な地震波を
発生することができるようになる。また、地震波発生タ
イミングは開閉弁の操作タイミングにより自由に調整で
きるようになる。

【００１６】また、前述の坑井内用の地震波発生装置
は、前記保持手段に前記打撃装置の位置を基準とした坑
井の深さを示すメモリが設けられている。ここで、保持
手段の構成の一部として打撃装置に接続され打撃装置を
坑井内に吊り下げるためのワイヤやロッドが用いられる
場合、ワイヤやロッドに直接、打撃装置の位置を基準と
した坑井の深さを示すメモリをつけて人間が目視により
確認できるようにする。あるいは、設置手段の一部とし
てワイヤやロッドを坑井外で保持する手段（例えば矢
倉）にワイヤやロッドの長さを検出する検出装置を設け
これをメモリとして用いてもよい。坑井を利用した地震
波探査では、坑井内のあらかじめ定められた震源位置に
打撃装置を設置する必要がある。打撃装置を坑井内に設
置する際、このメモリを利用することで、坑井内の震源
位置に打撃装置を容易に設置することができる。

【００１７】また、前述の坑井内用の地震波発生装置
は、坑井の内壁に対し前記打撃装置を固定する手段をさ
らに備える。打撃装置を坑井内に固定した状態で、打撃
装置を動作させると、坑井内の固定する手段との坑井内
壁との圧着面においてせん断力が生じ、その結果、Ｓ波
が発生する。よって、上記構成により、坑井内用のＳ波
発生用の地震波発生装置とすることができる。

【００１８】また、本発明は、前述の坑井内用の地震波
発生装置と、受振した地震波に応じた信号を出力する複
数の受振器と、前記受振器からの信号を記録する記録装
置とからなる坑井を利用した探査装置を提供する。ま
た、本発明は、前述の坑井を利用した探査装置を用いて
地震波を記録する方法であって、受振器を設置し、地震
波発生装置の打撃装置を坑井内の所定位置に設置し、前
記地震波発生装置により地震波を発生し、トリガーとな
る信号入力から所定期間、記録装置により前記受振器か
らの信号を記録する地震波記録方法を提供する。これに
より、坑井内の破損を減らすことのできる坑井を利用し
た探査装置を提供できるとともに、坑井内の破損を押さ
えつつＶＳＰやトモグラフィ等のために必要となる地震
波を記録することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を通じて
本発明を説明する。ただし、以下の実施の形態は特許請
求の範囲に記載された発明を限定するものではなく、ま
た実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの
すべてが発明の解決手段に必要であるとは限らない。

【００２０】（第１の実施の形態）以下、本発明の一実
施形態による反射法地震波探査の震源として用いられる
地震波発生装置、および、その地震波発生装置を含む探
査装置、地震波記録方法を図面を参照して説明する。図
１は、反射法地震波探査用の地震波発生装置および探査
装置の構成の一例を示した図である。

【００２１】図において、符号１は探査対象物の地表に
設置される打撃材を、符号２は打撃材１に固定され圧縮
空気を利用して内部に設けられたピストンの衝撃により
打撃材１に衝撃（打撃力）を与える打撃装置を示してい
る。なお、打撃材１が設置される「地表」とは、地下の
探査領域の表面部であって、路面、堤防、建築物等の人
工構造物の表面も含む。符号３は所定の圧力の圧縮空気
を打撃装置２の内部に送るコンプレッサーを、符号４は
打撃装置２の内部の圧縮空気によりピストンに加速力を
与える弁の開閉を行う開閉弁を示している。符号５は探
査領域から定まる地表に設置され受振した地震波に応じ
た信号を出力する受振器を、符号６は受振器５からの信
号を受振器毎に記録する記録装置を示している。符号７
は打撃材１に設置され記録装置６における地震波記録の
開始タイミングとなるトリガー信号を出力するトリガー
用受振器を、符号８は各受振器の信号と記録装置６とを
接続するケーブルを示している。

【００２２】ここで、反射法地震波探査の震源として用
いられる地震波発生装置は、打撃材１と打撃装置２とに
より、さらにはコンプレッサー３と開閉弁４を加えたも
のにより構成される。また、反射法地震波探査用の探査
装置は、前述の地震波発生装置と受振器５と記録装置６
により、さらにはトリガー受振器７、ケーブル８を加え
たものにより構成される。

【００２３】次に、打撃装置２の構成およびその動作に
ついて説明する。図２は、地震波発生装置を構成する打
撃装置の構成および動作を説明するための図である。

【００２４】図２（ａ）〜（ｂ）は、打撃装置２の内部
に含まれるピストン１１の運動方向の断面図である。図
２（ａ）を用いて打撃装置２の構造を説明する。図２
（ａ）より、打撃装置２は、その内部にシリンダ１２を
備えシリンダ１２内にピストン１１が設けられている。
シリンダ１２の底部には、移動してきたピストン１１の
打撃を受けるアンビル１４が設けられている。シリンダ
１２内部には、ピストン１１の静止時においてピストン
１１をシリンダ１２の上部に位置するようにするための
リターンスプリング１３が設けられている。また、シリ
ンダ１２の下部には、ピストン１１がシリンダ１２上部
からアンビル１４側に移動する際に、シリンダ１２内部
の空気を排出するための孔２２が設けられている。

【００２５】シリンダ１２の上部には、複数の空気室１
５〜１８が設けられ、ピストン１１の静止時において、
空気室１５〜１７と空気室１８とが、空気室１８側に開
閉可能に取りつけられたダイアグラム１９により仕切ら
れている。ダイアグラム１９の空気室１６，１８相当部
分には図示しない小孔が設けられ、ピストン１１がシリ
ンダ１２上部に静止している状態において、空気室１
５，１６，１８の空気圧がダイアグラム１９の小孔を通
して同じになるようになっている。また、ダイアグラム
１９により仕切られた状態において、空気室１７とシリ
ンダ１２は直結し、空気室１５，１６はシリンダ１２と
分離される。打撃装置２には、空気室１８に蓄えられた
圧縮空気を抜くための弁２１および空気室１５に圧縮空
気を送り込むための孔２３が設けられている。なお、こ
の弁２１は、図１に示す開閉弁４により開閉されるもの
であっても、開閉弁４そのものであってもよい。

【００２６】次に、図２（ａ）〜（ｄ）を用いて打撃装
置２の動作を説明する。打撃装置２は、図２（ａ）の初
期状態、（ｂ）のダイアグラムオープン状態、（ｃ）の
ピストンによる打撃状態、（ｄ）のピストン復帰の状態
を１サイクルとした動作をする。

【００２７】図２（ａ）に示す初期状態では、空気室１
５〜１７と空気室１８がダイアグラム１９により仕切ら
れている。この状態でコンプレッサー３から圧縮空気が
孔２３より空気室１５に送り込まれる。ダイアグラム１
９には、前述のように小孔が設けられていることから、
空気室１５の空気は空気室１８および空気室１６に流れ
込む。その結果、空気室１５，１６，１８の空気圧は最
終的にコンプレッサーからの圧縮空気の空気圧とほぼ等
しくなる。一方、空気室１７はダイアグラム１９に仕切
られているため、圧縮空気は送り込まれない。よって、
空気室１７の空気圧は、他の空気室１５，１６，１８の
空気圧より低い状態に保たれる。その結果、ダイアグラ
ム１９の上面と下面、すなわち、空気室１８に接する面
と空気室１５〜１７に接する面との、上下受圧力面積差
により、ダイアグラムは圧縮空気の圧力に応じて符号２
０に示す部分に押しつけらる。なお、コンプレッサー３
の動作時において、圧縮空気は孔２３からは常時送り込
まれる。

【００２８】図２（ｂ）はダイアグラムオープン状態を
示す。弁２１を開くと、空気室１８の圧縮空気が打撃装
置２の外部に排出され、空気室１８の空気圧は急激に低
下する。そのため、ダイアグラム１９の上下面の受ける
圧力差により、ダイアグラム１９は、空気室１８側に押
し上げられる。その結果、図２（ａ）の符号２０に示す
部分から圧縮空気が空気室１７に流れ込む。この流れ込
んだ圧縮空気により、ピストン１１は急激にアンビル１
４方向に加速されシリンダ１２の底部に移動する。な
お、ピストン１１の移動時において、シリンダ１２内の
空気は、孔２２より打撃装置２外部に排出される。

【００２９】図２（ｃ）はピストン１１による打撃状態
を示す。ピストン１１は、圧縮空気により加速されなが
らシリンダ１２底部のアンビル１４に激突する。このた
め、打撃装置２の取り付け部に大きな衝撃を与える。

【００３０】図２（ｄ）はピストン復帰の状態を示す。
アンビル１４に衝突したピストン１１は、リターンスプ
リング１３の復元力によりシリンダ１３の上部に移動す
る。また、ピストン１１のシリンダ１２上部への移動時
あるいは、シリンダ１２上部への移動後に弁２１が閉じ
られ、図２（ａ）の状態に戻る。以上のように、図２
（ａ）〜（ｄ）に示す状態が繰り返され、打撃装置２に
よる打撃力が発生する。

【００３１】次に、打撃材１の接地面と打撃装置２の取
り付け位置との関係について説明する。地震波探査にお
いて、探査で必要な分解能、あるいは、探査の目的によ
って、Ｐ波あるいはＳ波を用いた弾性波探査が行われ
る。図１は、Ｐ波を用いた弾性波探査用の地震波発生装
置を示している。すなわち、Ｐ波を用いた弾性波探査用
の地震波発生装置では、打撃材１の地表への接地面に対
し打撃装置２内のピストンによる打撃方向がほぼ鉛直と
なるように固定される。そのため、打撃材１の全体的な
形状がほぼ長方形となる場合、打撃材１の地表への接地
面と反対の面と、打撃装置２の底部（アンビル４のある
側）とが接するように、打撃装置２は打撃材１に固定さ
れる。

【００３２】図３は、Ｓ波（ＳＨ波）を用いた弾性波探
査用の地震波発生装置を示している。すなわち、Ｓ波を
用いた弾性波探査用の地震波発生装置では、打撃材１の
地表への接地面に対し打撃装置２内のピストンによる打
撃方向がほぼ水平となるように固定される。そのため、
打撃材１の全体的な形状がほぼ長方形となる場合、打撃
材１の地表への接地面とほぼ鉛直に接する面と、打撃装
置２の底部とが接するように、打撃装置２は打撃材１に
固定される。

【００３３】図４は、Ｓ波（ＳＨ波）を用いた他の弾性
波探査用の地震波発生装置を示している。図４の場合も
図３と同様に、打撃材１の地表への接地面に対し打撃装
置２内のピストンによる打撃方向がほぼ水平となるよう
に固定される。ただし、打撃装置２は、打撃材１の接地
面の面積が地震波を効率良く伝えるために必要となる面
積としたまま、その面積内にほぼ収まるように固定され
る。図４は、打撃装置２が打撃材１の接地面の面積内に
ほぼ収まるような２つの固定例を示している。図４
（ａ）は、符号３１に示すように打撃材１の接地面にほ
ぼ鉛直に接する面の一部より打撃材１の接地面の反対の
面側に突出する部材を設け、その突出した部材に打撃装
置２を固定する例を示している。なお、打撃装置２は、
図に示すように突出した部材の打撃材１側に固定する。
図４（ｂ）は、打撃材１の接地面にほぼ鉛直に接する面
を打撃装置２がほぼ収まるようにくりぬき、そのくりぬ
いた部分に打撃装置２を固定する例を示している。な
お、図４（ｂ）は、打撃材１の接地面を下にして、くり
ぬき部分が現れるようにした断面図である。図４（ｂ）
の場合、打撃装置２は、打撃材１の重心近傍を打撃でき
るようにり、より効率的に地震波を発生できる。図４
（ａ），（ｂ）に示すような打撃材１への打撃装置２の
固定を行うことにより、Ｓ波を用いた弾性波探査用の地
震波発生装置の全体の幅をより小さくすることができ
る。路面上に打撃材１を設置する場合、道路の幅に制限
がある。そのため、図４（ａ），（ｂ）に示すような地
震波発生装置は、幅に制限のある路面等に設置する場合
に特に有効である。

【００３４】次に、打撃材１として用いる素材と波長に
ついて説明する。地震波探査において、震源は、探査対
象の大きさ、探査で必要なる分解能に応じた波長の波を
出力する必要がある。空洞等の探査対象の大きさがＤの
場合、一般的には、 λ＝Ｄ／４ の波長が用いられる。また、板叩きの場合、打撃材の素
材を変えることにより震源からの出力波長を変えること
ができる。例えば、打撃材１として、木材、鉄板、ある
いは、Ｈ型鋼を用いる場合、地震波の周波数は、木材が
最も低く、次に鉄板、Ｈ型鋼の順となる。よって、出力
される地震波の波長は、木材が最も長く、次に鉄板、Ｈ
型鋼の順に短くなる。そこで、打撃材１は、記録した弾
性波を用いた地下構造の解析において必要とする分解能
に応じた波長を地表面に伝える素材が用いられる。な
お、打撃材１の素材は、一般的には木材、鉄板、Ｈ型鋼
のいずれかとなるが、これらに限定されるものではな
い。以下に、打撃材１として木材を用いた場合とＨ型鋼
を用いた場合における地震波発生装置の構成例を説明す
る。

【００３５】図５は、木材を打撃材１とした場合のＳ波
発生用の地震波発生装置の構成例を示した図である。図
５に示すように、打撃材１の打撃装置２の固定面には、
鉄板３２が貼りつけられる。これは、打撃装置２による
打撃材１の打撃面の変形、破損を防止するためである。
鉄板３２は、打撃装置２を打撃材１に固定するためのボ
ルト３４により打撃材１に固定されてもよく、ボルト３
４と別のボルトにより打撃材１に直接固定してもよい。
また、鉄板３２の大きさは、少なくとも打撃装置２の固
定面より大きければよく、打撃材１の打撃面全体を覆う
ものであっても、打撃面の一部を覆うものであってもよ
い。

【００３６】また、図５に示すように、打撃材１の接地
面と反対側の面は鉄板３３により覆う。この理由を説明
する。打撃によるエネルギーを地下等の探査領域に効率
的に伝えるため、打撃材１の接地面は地表に圧着させる
必要がある。そのため、図１に示すように、打撃材１の
接地面と反対の面に荷重を加える。荷重は、例えば、重
りや、ユンボのアーム部による押しつけとする。打撃材
１の接地面と反対の面の荷重による破損を防止するため
に、打撃材１の接地面と反対側の面を鉄板３３により覆
う。鉄板３３は、ボルト等により打撃材１に固定され
る。鉄板３３の大きさは、鉄板３３を介することで荷重
による打撃材１の破損を押さえられる程度の面積であれ
ばよく、打撃材１の荷重面全体を覆うものであっても、
荷重面の一部を覆うものであってもよい。

【００３７】図５は、木材を打撃材１とした場合のＳ波
発生用の地震波発生装置の構成例を示した図であるが、
Ｐ波発生用の地震波発生装置の場合には、打撃材１の打
撃面と荷重面とが同じくなる。よって、Ｐ波発生用の地
震波発生装置用の打撃材１は、接地面と反対の面が鉄板
で覆われ、鉄板を介して打撃装置１が固定される。

【００３８】図６は、Ｈ型鋼を打撃材１とした場合のＳ
波発生用の地震波発生装置の構成例を示した図である。
Ｈ型鋼を打撃材１として用いる場合、地表との接地面積
を大きくするために、図６に示すように、Ｈ型鋼の側面
部を地表との接地面とする。そのため、Ｈ型鋼の側面以
外の面に打撃装置２が取り付けられる。図６は、Ｓ波の
発生効率を考慮してＨ型鋼のＨ型の面に打撃装置２を固
定する例を示している。図に示すように、打撃材（Ｈ型
鋼）１には、打撃装置２の固定面を設けるために、Ｈ型
鋼のＨ型の面に鉄板３５が溶接される。打撃装置２は鉄
板３５にボルトにより固定される。

【００３９】図６は、Ｈ型鋼を打撃材１とした場合のＳ
波発生用の地震波発生装置の構成例を示した図である
が、Ｐ波発生用の地震波発生装置の場合、打撃材１に
は、Ｈ型鋼の側面であって、接地面と反対のＨ型鋼の側
面に打撃装置１が固定される。

【００４０】なお、地震波の伝播速度ｖ、波長λ、周波
数ｆの関係は、 ｖ＝ｆ・λ となる。また、Ｐ波よりＳ波の方が伝播速度ｖが遅いこ
とから、同じ周波数の場合、Ｓ波の波長の方がＰ波の波
長より短くなる。よって、Ｓ波を用いた弾性波探査の方
がより分解能の高い探査を行うことができる。

【００４１】また、Ｓ波を用いた弾性波探査において、
受振器５を設置する測線方向は、図３や図４に示すよう
に打撃装置２による打撃材１への打撃方向とほぼ垂直な
方向となる。

【００４２】図７は、Ｐ波およびＳ波発生用の地震波発
生装置の一構成例を示した図である。図より、Ｐ波およ
びＳ波発生用の地震波発生装置は、打撃材１の接地面に
対しピストンによる打撃方向がほぼ鉛直となるように固
定された打撃装置２ａと、打撃材の接地面に対しピスト
ンによる打撃方向がほぼ水平となるように固定された打
撃装置２ｂとを備える。コンプレッサーは、打撃装置２
ａ、２ｂそれぞれに用意してもよいが、打撃装置２ａ、
２ｂが同時に使用されることはないので、打撃装置２
ａ、２ｂに切り替えにより１台のコンプレッサーから圧
縮空気を送るようにしてもよい。同様に、打撃装置２
ａ、２ｂそれぞれに異なる開閉弁を接続してもよいが、
切り替えにより１つの開閉弁により打撃装置２ａ，２ｂ
の弁の開閉を行ってもよい。Ｐ波およびＳ波発生用の地
震波発生装置を用いることにより、Ｐ波およびＳ波を用
いた弾性波探査ができ、探査対象のポアソン比や孔隙率
を推定することが可能となる。

【００４３】次に、本実施の形態の探査装置を用いた地
震波の記録方法を説明する。図８は、本実施の形態の探
査装置を用いた地震波記録のフローの一例を示した図で
ある。まず、探査領域の地表面に、地震波発生装置およ
び受振器５の設置を行う（ステップＳ１１）。この際、
打撃材１の接地面が地表に圧着するように、打撃材１に
重り等の荷重を加える。次に、打撃装置２に圧縮空気を
送るためにコンプレッサー３を動作させる（ステップＳ
１２）。次に、開閉弁４の操作により、圧縮空気を利用
した打撃装置２の内部のピストンの衝撃により打撃材１
に打撃力を与え、地震波を発生させる（ステップＳ１
３）。なお、図２に示す打撃装置２の弁２１は、所定の
タイミングで閉じるものとする。

【００４４】トリガー用受振器７が所定値レベル以上の
地震波を受振すると信号を出力する。記録装置６は、ト
リガー用受振器７からの信号を受振すると設置された各
受振器５からの信号の記録を開始する。記録装置６は、
トリガー用受振器７からの信号の受振から予め設定され
た期間、設定さたサンプリング間隔で各受振器５からの
信号を記録することにより、各受振器５で受振された地
震波の記録を行う（ステップＳ１４）。なお、地震波の
記録の後、記録装置６において、測定位置等の測定条件
を入力し、測定・記録した地震波に関連付けて記録する
ようにしても良い。さらに、記録装置６が記録した地震
波の波形表示を行う機能を備える場合、適切な地震波が
記録されたか確認を行った後、次の処理を行うようにし
てもよい。

【００４５】測定した地震波のＳ／Ｎ比を向上させるた
めに地震波発生装置および受振器５の同一の設置位置に
おいて、予め定められた回数の地震波を記録し、重ね合
わせる場合がある。このような場合であって、同一の設
置位置において、予め定められた回数の地震波を記録し
ていない場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）には、次の地震
波記録のために、ステップＳ１３に戻る。同一の設置位
置において、予め定められた回数の地震波を記録した場
合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）で、次に他の波形での観
測を行う場合には（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、ステッ
プＳ１２に戻る。ここで、「他の波形での観測」とは、
例えばＰ波での地震波記録を行った後、Ｓ波での地震波
記録等を行うことをいう。なお、地震波発生装置および
受振器５の同一の設置位置において、Ｐ波での地震波記
録、Ｓ波での地震波記録を順番に行う場合、図７に示す
Ｐ波およびＳ波発生用の地震波発生装置を用いることで
省力化を図ることができる。ステップＳ１２では、動作
させる地震波発生装置の設定を行う。

【００４６】他の波形の観測も終了した場合、あるい
は、Ｐ波あるいはＳ波でのみ地震波の観測を行っている
場合（ステップＳ１６：Ｎｏ）で、次の探査領域での地
震波の記録を行うならば（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、
ステップＳ１１に戻る。そして、ステップＳ１１で、次
の探査領域に地震波発生装置および受振器５の設置を行
い、ステップＳ１２以降の処理を行う。予め予定された
探査領域での地震波の記録が終了した場合（ステップＳ
１７：Ｎｏ）、探査装置による地震波の記録は終了す
る。

【００４７】以上のようにして、本実施の形態の探査装
置を用いた地震波の記録が行われる。なお、本実施の形
態の探査装置を用いた地震波の記録の手順は、図８に示
すフローに限定されるものではない。すなわち、 １）本実施の形態の地震波発生装置および受振器を地表
に設置 ２）地震波発生装置により地震波の発生 ３）トリガーとなる信号入力から所定期間前、記録装置
により受振器からの信号を記録 という地震波記録手順を基本に多くのバリエーションが
考えられる。

【００４８】なお、本実施の形態において、打撃装置２
が発生すべき打撃力は、打撃装置２内に送りこまれる圧
縮空気の空気圧や、ピストン１１の大きさ（重さ）によ
り変えることができる。よって、打撃材１には、必要と
する打撃力を発生する打撃装置２を取り付ける。また、
本実施の形態の地震波発生装置において、打撃装置２の
打撃材１への固定位置は、打撃材１の重心近傍を打撃す
るような位置とすることが好ましい。なぜならば、打撃
材１の重心近傍を打撃することで、地震波発生効率を高
めることができるからである。

【００４９】また、本実施の形態において、図２に示す
ような圧縮空気を利用して内部に設けられたピストンの
衝撃により打撃材１に衝撃を与える打撃装置２を示した
が、これに限定されるものではない。すなわち、打撃材
１に固定可能で、自動的に一定の衝撃を打撃材１に与え
られる装置であればよい。

【００５０】また、本実施の形態において、トリガー用
受振器７の設置位置は図１に示すように打撃材１として
いるが、これに限定されるものではない。例えば、打撃
材１近傍の地表面に設置してもよい。さらに、開閉弁４
を”開”にする際に信号を出力するようにし、この信号
をトリガー信号として記録装置６に入力するようにして
もよい。

【００５１】また、本実施の形態において、開閉弁４を
所定周期的で動作させる装置を設けてもよい。これによ
り、地震波発生装置および受振器５の同一の設置位置に
おいて、予め定められた回数の地震波を記録する場合、
地震波を所定回数記録する際の省力化を図れる。この場
合も、開閉弁４を”開”にする際に信号を出力するよう
にし、この信号をトリガー信号として記録装置６に入力
するようにしてもよい。

【００５２】また、本実施の形態において、ユンボ（登
録商標）等の移動車両を利用することで、探査装置を用
いた地震波の記録を効率的に行うことができる。ユンボ
等の移動車両を用いた地震波記録の一例を以下に示す。
ここでは、打撃材１には、打撃材１の接地面を下側にし
たまま持ち上げられるフックが設けてあるものとする。
また、符号９に示す開閉弁４、コンプレッサ−３、記録
装置６を移動車両（ユンボ）に搭載するものとする。こ
のような状態で、打撃材１と打撃装置２からなる地震波
発生装置を移動する場合、 １）打撃材１に取り付けられたフックをユンボのアーム
に引っ掛け打撃材１を持ち上げ次の設置位置まで移動
し、設置位置に地震波発生装置を降ろす。 ２）ユンボのアームを打撃材１に押しつけることで、打
撃材２に荷重を加える。この移動の際、符号９に示す開
閉弁４、コンプレッサ−３、記録装置６は移動車両（ユ
ンボ）に搭載してあるので、これらも地震波発生装置の
移動と共に移動することができる。 以上のようにすることで、地震波の記録を効率的に行え
る。

【００５３】（第２の実施の形態）以下、本発明の一実
施形態による坑井内の震源として用いられる地震波発生
装置、および、その地震波発生装置を含む探査装置、地
震波記録方法を図面を参照して説明する。

【００５４】図９は、坑井内用の地震波発生装置および
探査装置の構成の一例を示した図である。図において、
符号２，３，４，６は、それぞれ打撃装置、コンプレッ
サー、開閉弁、記録装置を示す。これらは、第１の実施
の形態と同様であるので、それらの説明は省略する。な
お、紙面の都合から、受振器は図示を省略している。

【００５５】符号３２は打撃装置２に接続され、打撃装
置２を坑井４０内に吊り下げるためのワイヤである。坑
井４０内における打撃装置２の設置位置を容易に確認で
きるように、ワイヤ３２には、打撃装置２の位置を基準
位置とした打撃装置からのワイヤの長さを示すメモリが
設けられている。なお、ワイヤ３２は、図２に示す打撃
装置２のアンビル１４が坑井内で下になるに打撃装置２
の上部に接続される。

【００５６】また、図示していないが、打撃装置２を坑
井４０内の所定位置で固定するために、坑井４０外部に
てワイヤ３２を固定する機材が坑井４０の上部に設けら
れる。ワイヤ３２を固定する機材は、例えば、坑井４０
上部に組まれた矢倉と、その矢倉にワイヤ３２を巻き取
る車輪とから構成され、この車輪にはワイヤを巻き取る
方向へは自由回転する一方向歯車をさらに設けたもとす
る。なお、打撃装置２を坑井４０内に降ろす場合、一方
向歯車の歯車に引っかけられたフックをはずすことにワ
イヤ３２を巻き取る車輪は、ワイヤの巻き取り方向と反
対の方向に回転可能となり、打撃装置２を坑井４０内に
降ろすことができる。ワイヤ３２には打撃装置２の重さ
により引っ張り力が生じるため、ワイヤ３２を巻き取る
車輪にワイヤを巻き取る方向へ自由回転する一方向歯車
を設けることにより、打撃装置２を坑井４０内の所定位
置に設置可能となる。

【００５７】ここで、坑井内用の震源として用いられる
地震波発生装置は、ワイヤ３２と打撃装置２とワイヤ３
２を固定する機材により、さらにはコンプレッサー３と
開閉弁４を加えたものにより構成される。また、坑井を
利用したＶＳＰあるいはトモグラフィ用の地震波探査用
の探査装置は、前述の地震波発生装置と受振器と記録装
置６により、さらにはトリガー受振器７、受振器と記録
装置６を接続するケーブル８を加えたものにより構成さ
れる。

【００５８】図９において、打撃装置２は、圧縮空気を
利用して打撃装置２内部に設けられたピストン１１のア
ンビル１４への打撃により衝撃波を出力する。この衝撃
波はＰ波として坑井を介して地中を伝わる。すなわち、
図９は、Ｐ波発生用の坑井内用地震波発生装置を示して
いる。

【００５９】次に、Ｓ波発生用の坑井内用地震波発生装
置の説明を行う。図１０，１１は、Ｓ波発生用の地震波
発生装置の一構成例を示した図であり、図１０は坑井４
０内に打撃装置２が固定された状態を、図１１は坑井４
０内に打撃装置２が固定されていない状態を示してい
る。図に示すように、打撃装置２は、打撃装置２を坑井
４０に固定するための固定機構を備える。図１０を用い
て固定機構の一例を説明する。なお、図１０，１１にお
いて、（ａ）は坑井４０の側面から見た固定機構を含む
打撃装置２を示し、（ｂ）は坑井４０の上部から見た固
定機構を含む打撃装置２を示している。

【００６０】固定機構は、打撃装置２と一体に形成さ
れ、シリンダ３３への油圧で伸縮するピストン３４を備
える。また、ピストン３４の先端には打撃装置２を坑井
４０に固定するための固定板３５が設けられている。固
定板３５は、例えば坑井内壁に圧着しやすいように坑井
４０の内壁の曲率に近い弧状の形状を有する鉄板を用い
る。また、圧着板３５の坑井の内壁への圧着面は、Ｓ波
の発生効率を考慮して所定の面積を持つようにする。ま
た、固定機構は、シリンダ３３にオイルを注入するする
ためのパイプ（図示せず）が設けられいる。また、この
パイプは坑井４０外まで伸びており、坑井４０外に設け
られた油圧制御装置によりパイプを介してシリンダ３４
の伸縮制御が行われる。なお、このパイプのほか、開閉
弁４に接続されたパイプ、圧縮空気用のパイプが坑井４
０外部まで伸びている。そこで、これら３つのパイプを
保護するとともに坑井４０内での打撃装置２の移動を容
易にするために、これら３つパイプが入るような内径を
有するパイプにこれら３つのパイプを納めることが好ま
しい。

【００６１】打撃装置２を坑井４０に固定するまでの固
定機構の動作を説明する。打撃装置２を坑井４０内で移
動する際、打撃装置２は、図１１に示すようにピストン
３４を収縮させ、坑井４０の内壁と固定板３４との間に
十分に隙間のある状態で坑井４０内の震源設置位置まで
移動される。打撃装置２の坑井４０内への固定は、震源
設置位置に達した状態で、シリンダ３３に送り込まれる
オイルの油圧を所定の圧力とし、固定板３５を坑井４０
の内壁に圧着させることにより行う。

【００６２】なお、打撃装置２を固定板３４を介して坑
井４０内に固定した状態で、打撃装置２を動作させる
と、坑井４０の壁面は、図１０（ａ）の符号４１に示す
方向に振動させられ、Ｓ波が発生する。また、Ｓ波発生
用の坑井内用の地震波発生装置は、坑井４０内に固定し
ない状態で打撃装置２を動作させることにより、Ｐ波を
発生させることもできる。

【００６３】次に、本実施の形態の探査装置を用いた地
震波の記録方法の一例を説明する。図１２は、本実施の
形態の探査装置を用いた地震波記録のフローの一例を示
した図である。まず、坑井を含む探査領域において、受
振器の設置を行う（ステップＳ２１）。坑井を利用した
トモグラフィを行う場合の受振器の設置位置の一例を図
１３に示す。また、坑井を利用したＶＳＰを行う場合の
受振器の設置位置の一例を図１４に示す。図１３におい
て、丸”○”印は坑井４１内に設置される受振器を、バ
ツ”×”印は坑井４０における各震源の位置を示す。ま
た、図１４において、三角”▽”印は地表に設置される
受振器を、バツ”×”印は坑井４０における各震源位置
を示す。なお、各受振器は図示しないケーブルにより記
録装置６と接続される。なお、図１３，１４では、震源
位置、受振器の位置が複数示されているが必ずしも複数
となるわけではない。すなわち、地震波探査の目的に応
じて、震源位置、受振器の位置が１ヶ所以上定められ
る。

【００６４】次に、打撃装置２に圧縮空気を送るために
コンプレッサー３を動作させる（ステップＳ２２）。次
に、打撃装置２を坑井４０内の最初の震源位置に設置す
る（ステップＳ２３）。なお、坑井４０内における打撃
装置２の位置の確認は、ワイヤ３２に示されるメモリを
確認することにより行う。さらに、Ｓ波発生用の坑井内
用の地震波発生装置を用いてＳ波を発生させる場合、打
撃装置２の固定機構により打撃装置２を坑井４０内に固
定する。

【００６５】開閉弁４の操作により、圧縮空気を利用し
打撃装置２の内部に設けられたピストンの衝撃により打
撃材１に衝撃を与え、地震波を発生させる（ステップＳ
２４）。なお、図２に示す打撃装置２の弁２１は、所定
のタイミングで閉じるものとする。記録装置６は、トリ
ガー信号を受振すると設置された各受振器５からの信号
の記録を開始する。なお、記録装置６は、トリガー信号
の受振から予め設定された期間、設定されたサンプリン
グ間隔で各受振器からの信号を記録することにより、各
受振器で受振された地震波の記録を行う（ステップＳ２
５）。トリガー信号としては、ステップＳ２４の開閉弁
４の操作タイミングを信号とすることが好ましい。な
お、地震波の記録の後、記録装置６において、震源の位
置等の測定条件を入力し、記録した地震波に関連付けて
入力された情報を記録するようにしても良い。さらに、
記録装置６が記録した地震波の波形表示を行う機能を備
える場合、適切な地震波が記録されたか確認した後、次
の作業を行っても良い。

【００６６】測定した地震波のＳ／Ｎ比を向上させるた
めに打撃装置２および受振器５の同一の設置位置におい
て、予め定められた回数の地震波を記録し、重ね合わせ
る場合がある。そこで、同一の設置位置において、予め
定められた回数の地震波を記録していない場合（ステッ
プＳ２６：Ｎｏ）には、次の地震波記録のために、ステ
ップＳ２４に戻る。同一の設置位置において、予め定め
られた回数の地震波を記録した場合（ステップＳ２６：
Ｙｅｓ）で、次の震源位置での地震波の記録を行うなら
ば（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）、ステップＳ２３に戻
る。そして、ステップＳ２３で、打撃装置２が次の震源
位置になるように移動・設置し、続いてステップＳ２４
以降の処理を行う。全ての震源位置での地震波の記録が
終了した場合（ステップＳ２７：Ｎｏ）、探査装置によ
る地震波の記録は終了する。

【００６７】以上のようにして、本実施の形態の探査装
置を用いた地震波の記録が行われる。なお、本実施の形
態の探査装置を用いた地震波の記録の手順は、図１２に
示すフローに限定されるものではない。すなわち、 １）各受振器の設置 ２）地震波発生装置の打撃装置を坑井内の所定位置に設
置 ３）地震波発生装置により地震波を発生 ４）トリガーとなる信号入力から所定期間、記録装置に
より受振器からの信号を記録 という地震波記録手順を基本に多くのバリエーションが
考えられる。例えば、図１０、図１１に示すＳ波発生用
の地震波発生装置を用いることで、坑井内の同一震源位
置において、Ｐ波およびＳ波での地震波記録を順次行う
ことができる。

【００６８】なお、本実施の形態において、打撃装置２
が発生すべき打撃力は、打撃装置２内に送りこまれる圧
縮空気の空気圧や、ピストン１１の大きさ（重さ）によ
り変えることができる。よって、必要とする打撃力を発
生する打撃装置２が選択される。また、坑井内は一般的
に泥水で充たされている。そのため打撃装置２のシリン
ダ１２内に異物が入り込まないようにする必要がある。
そのために、泥水中の小さな岩や泥の塊が図２に示す打
撃装置２の孔２２よりシリンダ１２内に入り込まないよ
うに、打撃装置の孔２２を網状のフィルタで覆っておく
ことが好ましい。また、シリンダ１２内に泥水が入ると
ピストン１１による衝撃を低減させる原因となる。そこ
で、シリンダ１２内に入り込んだ泥水を排出するため
に、打撃装置２の空気室に送りこまれる圧縮空気の一部
を減圧してシリンダ１２内に送り込む機構を打撃装置２
にさらに設けることが好ましい。また、打撃装置２のシ
リンダ１２内に異物が入り込まないようにするため、図
１５に示すように孔２２を覆う空気室６１を設けても良
い。なお、空気室６１内の空気は、空気室に６１に設け
られた穴５１、孔５１と接続され地上まで延びたパイプ
５４を介して大気とつながるようになっている。ここ
で、空気室６１の容積は、ピストン１１の移動によりシ
リンダ１２内の空気が孔２２を通して空気室６１に排出
された際、空気室６１の空気圧がコンプレッサー３から
の圧縮空気の圧力より十分小さくなるような容積とする
ことが好ましい。なお、図１５では、空気室６１は打撃
装置２の一部を覆うように形成されているが、打撃装置
２全体を覆うように形成されてもよい。さらに、空気室
６１は、打撃装置２と一体に形成される方が地震波発生
効率という点から好ましいが、一体形成されていなくて
もよい。また、打撃装置２には、ピストン１１上部の空
気室より圧縮空気を排出するためのパイプ５２、圧縮空
気を送り込むためのパイプ５３、空気室６１とつながる
パイプ５４等、複数のパイプが接続される。前述のよう
に、パイプ５２，５３，５４の保護等のために、坑井内
においてこれらのパイプが入るような内径を有するパイ
プ５５にパイプ５２，５３，５４を納めることが好まし
い。なお、図１５は、Ｐ波発生用の坑井内用地震波発生
装置における例を示しているが、Ｓ波発生用の坑井内用
地震波発生装置においても同様である。

【００６９】また、本実施の形態において、打撃装置２
にはワイヤ３２が接続されるものとして説明した。ここ
でワイヤが用いられるのは、坑井がかならずしも一直線
となっていなく、引っ張りに対し弾性変形が大きいもの
であると打撃装置２を動作させた際に発生される衝撃波
のエネルギーが低減するからである。すなわち、ワイヤ
は坑井の非直線性に対応でき、かつ、引っ張り力に対す
る弾性変形の小さいからである。さらに、ワイヤの場
合、巻き取りが可能で収納性がよいという利点もある。
しかし、坑井に打撃装置２を設置するために打撃装置２
に接続されるものは、ワイヤに限定されるものではな
い。例えば、坑井の直線性が比較的高い場合、ワイヤの
かわりにロッドを用いることも可能である。また、ロッ
ドを用いる場合、打撃装置２を坑井の底部に押しつける
ことができる。この状態で打撃装置２を動作させた場
合、坑井内の泥水を介さずに直接坑井底面に打撃装置２
の打撃力を伝えることができるため、Ｐ波発生効率を高
めることができる。

【００７０】また、本実施の形態において、開閉弁４を
所定周期的で動作させる装置を設け、打撃装置２の弁２
１を周期的に開くようにしてもよい。これにより、打撃
装置２および受振器５の同一の設置位置において、予め
定められた回数の地震波を記録する場合、地震波を所定
回数記録する際の省力化を図れる。また、開閉弁４の動
作タイミングを記録装置６のトリガー信号として出力で
きるようにすることが好ましい。

【００７１】また、本実施の形態において、Ｓ波発生用
の地震波発生装置は、図１０、１１に示すような油圧を
利用して圧着板３５を坑井内壁に押しつけ打撃装置２を
坑井内に固定する固定機構を持つものとして説明した。
しかし、固定機構はこれに限定されず、圧着板の圧着面
が所定の面積を持ち、打撃装置２を坑井内に固定するも
のであればよい。

【００７２】以上、この発明の実施形態を図面を参照し
て詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限ら
れるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計等も含まれる。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
下記の効果を得ることができる。

【００７４】本発明の反射法地震波探査用の地震波発生
装置は、接地面を有する打撃材と、打撃材に固定され圧
縮空気を利用して内部に設けられたピストンの衝撃によ
り打撃材に衝撃を与える打撃装置とからなる。打撃装置
は機械的に打撃材に衝撃を与えることから、作業員がか
け矢を用いて打撃材に衝撃を与える必要がなくなり、作
業員の負担を減らすことができる。

【００７５】また、本発明の坑井内用の地震波発生装置
は、圧縮空気を利用して内部に設けられたピストンの衝
撃により衝撃波を出力する打撃装置と、打撃装置に接続
されるワイヤあるいはロッドと、坑井外部にてワイヤあ
るいはロッドを固定する手段とからなる。打撃装置が発
生する衝撃波は一種の音波であり、火薬を用いた場合の
爆撃波に比べ、坑井内を破損することが少ない。よっ
て、坑井内の破損を減らすことのできる坑井内用の地震
波発生装置とすることができる。

【００７６】また、反射法地震波探査用の地震波発生装
置および坑井内用の地震波発生装置において、打撃装置
は、所定の圧力の圧縮空気を打撃装置の内部に送るコン
プレッサーと、打撃装置の内部の圧縮空気によりピスト
ンに加速力を与えるための弁の開閉を行う開閉弁とをさ
らに備える。打撃装置には所定の圧力の圧縮空気が送り
込まれ、開閉弁の操作タイミングに応じてピストンが圧
縮空気により加速力を与え衝撃力を発生する。圧縮空気
の圧力は予め設定された所定の圧力であるため、ピスト
ンによる衝撃力はほぼ一定となり、反射法地震波探査に
おいて均一な地震波を発生することができるようにな
る。また、地震波発生タイミングは開閉弁の操作タイミ
ングにより自由に調整できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 反射法地震波探査用の地震波発生装置および
探査装置の構成の一例を示した図である。

【図２】 打撃装置の構成および動作を説明するための
図である。

【図３】 Ｓ波発生用の地震波発生装置の一構成例を示
した図である。

【図４】 Ｓ波発生用の地震波発生装置の他の構成例を
示した図である。

【図５】 木材を打撃材とする場合のＳ波発生用の地震
波発生装置の構成例を示した図である。

【図６】 Ｈ型鋼を打撃材とする場合のＳ波発生用の地
震波発生装置の構成例を示した図である。

【図７】 Ｐ波およびＳ波発生用の地震波発生装置の一
構成例を示した図である。

【図８】 反射法地震波探査用の探査装置を用いた地震
波記録のフローの一例を示した図である。

【図９】坑井内用の地震波発生装置および探査装置の構
成の一例を示した図である。

【図１０】 Ｓ波発生用の地震波発生装置の一構成例お
よび坑井内に固定時の状態を示した図である。

【図１１】 坑井内に非固定時のＳ波発生用の地震波発
生装置の状態を示した図である。

【図１２】 坑井内用の地震波発生装置を含む探査装置
を用いた地震波記録のフローを示した図である。

【図１３】 弾性波探査の一種であるトモグラフィにお
ける震源と受振器の関係を説明した図である。

【図１４】 弾性波探査の一種であるＶＳＰにおける震
源と受振器の関係を説明した図である。

【図１５】 打撃装置内に異物が入らないようにするた
めの構成例を示した図である。

【符号の説明】

１ 打撃材 ２ 打
撃装置 ３ コンプレッサー ４ 開
閉弁 ５ 受振器 ６ 記
録装置 ７ トリガー用受振器 ８ ケ
ーブル ３２ ワイヤ

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反射法地震波探査の震源として用いられ
   る地震波発生装置において、 地表に設置するための接地面を有する打撃材と、 前記打撃材に固定され、圧縮空気を利用して内部に設け
   られたピストンの衝撃により前記打撃材に打撃力を与え
   る打撃装置とからなることを特徴とする地震波発生装
   置。
2. 【請求項２】 前記打撃装置は、 所定の圧力の圧縮空気を前記打撃装置の内部に送るコン
   プレッサーと、 前記打撃装置の内部の圧縮空気により前期ピストンに加
   速力を与えるための弁の開閉を行う開閉弁とをさらに備
   えたことを特徴とする請求項１に記載の地震波発生装
   置。
3. 【請求項３】 前記打撃装置は、 前記打撃材の接地面に対し前記ピストンによる打撃方向
   がほぼ鉛直となるように前記打撃材に固定されることを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載の地震波発生
   装置。
4. 【請求項４】 前記打撃装置は、 前記打撃材の接地面に対し前記ピストンによる打撃方向
   がほぼ水平となるように前記打撃材に固定されることを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載の地震波発生
   装置。
5. 【請求項５】 反射法地震波探査の震源として用いられ
   る地震波発生装置において、 地表に設置するための接地面を有する打撃材と、 前記打撃材の接地面に対し前記ピストンによる打撃方向
   がほぼ鉛直となるように前記打撃材に固定され、圧縮空
   気を利用して内部に設けられたピストンの衝撃により前
   記打撃材に打撃力を与える第１の打撃装置と、 前記打撃材の接地面に対し前記ピストンによる打撃方向
   がほぼ水平となるように前記打撃材に固定され、圧縮空
   気を利用して内部に設けられたピストンの衝撃により前
   記打撃材に打撃力を与える第２の打撃装置とからなるこ
   とを特徴とする地震波発生装置。
6. 【請求項６】 前記打撃材は、 地下の探査対象の大きさ、あるいは、記録した弾性波を
   用いた地下構造の解析において必要とする分解能に応じ
   た波長を接地面に伝える素材が用いられることを特徴と
   する請求項１から請求項５のいずれかに記載の地震波発
   生装置。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれかに記載
   の地震波発生装置と、 受振した地震波に応じた信号を出力する複数の受振器
   と、 前記受振器からの信号を記録する記録装置とからなる探
   査装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の探査装置を用いて地震
   波を記録する方法であって、 地震波発生装置および受振器を地表に設置し、 前記地震波発生装置により地震波を発生し、 記録装置により前記受振器からの信号を所定期間記録す
   ることを特徴とする地震波記録方法。
9. 【請求項９】 坑井内に備えられる地震波探査用の震源
   として利用される地震波発生装置において、 圧縮空気を利用して内部に設けられたピストンの衝撃に
   より衝撃波を出力する打撃装置と、 前記打撃装置を坑井内の所定位置で保持するための保持
   手段とからなることを特徴とする地震波発生装置。
10. 【請求項１０】 前記打撃装置は、 所定の圧力の圧縮空気を前記打撃装置の内部に送るコン
    プレッサーと、 前記打撃装置の内部の圧縮空気により前期ピストンに加
    速力を与える弁の開閉を行う開閉弁と、 をさらに備えたことを特徴とする請求項９に記載の地震
    波発生装置。
11. 【請求項１１】 前記保持手段に前記打撃装置の位置を
    基準とした坑井の深さを示すメモリが設けられているこ
    とを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の地震
    波発生装置。
12. 【請求項１２】 坑井の内壁に対し前記打撃装置を固定
    する手段をさらに備えることを特徴とする請求項９から
    請求項１１のいずれかに記載の地震波発生装置。
13. 【請求項１３】 請求項９から請求項１２のいずれかに
    記載の地震波発生装と、 受振した地震波に応じた信号を出力する複数の受振器
    と、 前記受振器からの信号を記録する記録装置とからなる探
    査装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の探査装置を用いて
    地震波を記録する方法であって、 受振器を設置し、 地震波発生装置の打撃装置を坑井内の所定位置に設置
    し、 前記地震波発生装置により地震波を発生し、 記録装置により前記受振器からの信号を所定期間記録す
    ることを特徴とする地震波記録方法。