JPH067068B2 - 色調検層装置及びそれを用いる検層方法 - Google Patents

色調検層装置及びそれを用いる検層方法

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JPH067068B2
JPH067068B2 JP60161378A JP16137885A JPH067068B2 JP H067068 B2 JPH067068 B2 JP H067068B2 JP 60161378 A JP60161378 A JP 60161378A JP 16137885 A JP16137885 A JP 16137885A JP H067068 B2 JPH067068 B2 JP H067068B2
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    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/002—Survey of boreholes or wells by visual inspection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/02—Prospecting

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は，地質調査においてボーリング孔壁に露出して
いる地層の色調を特定するための装置及びその使用方法
に関する。
【従来の技術】 地表における地質調査では，技術者が肉眼で石や露出岩
盤の表面を観察して色の違いを調べ，ハンマー打診によ
って岩の硬さを調査して岩種，岩盤分類の判定を行う。
しかし，地層は，岩の種類及び風化の進行過程などによ
ってさまざまな色を呈している。（例えば，花崗岩は新
鮮な岩盤では白色〜青白色をしているが，風化が進むに
つれて黄→褐色というように変化する。）この色の違い
を従来は個人々々がそれぞれの表現を用いて表記してい
た。そのため，同じ地層の色を見て表記した場合，同じ
表現になることは稀であった。一般にボーリング調査の
場合にはその結果をボーリング柱状図にまとめている。
ボーリング柱状図には第４図に示す様に地層名，色調，
コア採取率，ＲＱＤ，電気検層，温度検層，速度検層な
どの結果が記載される。コア採取率，ＲＱＤは１掘進長
当りのコアの（％），電気検層，温度検層，速度検層は
それぞれρ（Ω−ｍ），Ｔ（℃），Ｖ（Ｋｍ／ｓｅｃ）
の曲線あるいは折線で示される。又，地層名も土質につ
いてはＪＩＳの土質分類，岩石についてもそれぞれ詳細
な分類表がある。しかしながら，色調については表現及
び測定方法についての手法がこれまで確立されていなか
った。 そのため，従来の方法で技術者の主観によって記載した
場合，その記載だけから色を再現することは不可能であ
ったことから，せっかく電気検層や弾性波速度検層をボ
ーリング孔中で実施して深さ方向に連続して客観データ
を採取して地質調査や地下水調査におけるデータにでき
ても，色調については連続した数値データにすることが
出来なかった。
【発明が解決しようとする問題点】
地表における地質調査では，肉眼による観察では風化度
の目安になる色調にたいする客観的な判別がおこなわれ
ず，主観的かつまちまちな色名が使われていた。また，
ボーリング調査ではボーリングコアを地上に取り出して
観察しなければならなく，この際風化の著しいコアはく
ずれてしまって観察できない部分が生じたり、連続デー
タとして採取せずに層別平均値のデータにしてしまった
りしていた。さらに，電気検層や弾性波速度検層をボー
リング孔中で実施して深さ方向に連続した客観データを
収集し，地質調査や地下水調査によるボーリング柱状図
の作成を機器を用いて短期間で実施しようとしても地層
の色調データの欠如から完備されたものとして採用出来
なかった。
【問題点を解決するための手段】
本発明は，上記問題点を，地層への照射光源と地層から
の反射光を各スペクトルに分ける分光装置と分光スペク
トルの各強度を電気信号に変換して送出する信号変換器
とを内蔵するゾンデ、及び該ゾンデから送出された電気
信号を受信して予め記憶させた標準値と比較し偏差値に
より出力表示する記録装置からなることを特徴とする色
調検層装置、ゾンデをボアホールの中に吊り下げ昇降装
置により昇降させて連続的に孔壁を測定し、ゾンデから
送出された電気信号を地上の記録装置で受信して予め記
憶させた標準値と比較して偏差値を求め連続的に測定し
た孔壁の情報として測定深度や他の関連データと共に出
力表示する方法を用いることで解決している。
【作用】
上記色調検層装置のゾンデの光を地層あるいはボーリン
グコアに照射するかもしくはゾンデをボアホールの中に
吊り下げてゾンデからの光をボアホール壁面に露出して
いる地層に連続照射し，その反射光をゾンデ内に設けた
分光装置で各スペクトルに分け，各分光スペクトルの強
度を信号に変換して記憶装置に伝送し，該伝送信号をそ
の侭もしくは記憶させた標準値と比較して特定色として
表示する。さらに，電気検層や弾性波速度検層と共にボ
ーリング孔中で実施して深さ方向に連続した客観データ
を収集し，地質調査や地下水調査によるボーリング柱状
図として機械的に作成する。
【実施例】
本発明の実施例を図面に基いて説明する。 第１図は本発明による色調険層装置の全体構成及びゾン
デをボーリング孔内の地質調査に用いる場合の状態を示
すもので，１はゾンデ，２はゾンデを孔内に降ろすケー
ブル，３は昇降機及び４はデータを記録する記録装置で
ある。 ボーリング孔内に吊り下げられるゾンデの構造は，第２
図に示す様に，光源６，反射鏡７，レンズ８，分光装置
９及び信号変換器１０を内部に備えている。ゾンデ内部
の光源６から外部に照射される光が孔壁５に反射して返
ってくるのを反射鏡７でゾンデの軸方向に転換し，レン
ズ８によって分光装置９に焦点を結ばせる。光は孔壁の
地質の色によって各スペクトルごとに吸収・反射を受け
ているので，各スペクトルはその反射強度を異にしてい
る。これを前記分光装置９及び信号変換器１０によって
電気信号に変換し，ゾンデ外の記録装置４に伝送する。 これら分光スペクトルは，標準白などの標準色で較正さ
せる。次いでＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３スペク
トルだけが取り出され，その侭もしくはその信号強度を
前もって記憶させてある上記３スペクトルの標準値と比
較してその偏差値を統合することで色を特定する。 この色は，何人がやっても同じ結果で表現することにな
るから地質について全体が共通の基盤にたっての判断を
することが出来る。 又，上記の様に標準値と比較して色として表現しない
で，第３図に示す様に３スペクトルをそれぞれ別々に出
力して地質の解析に使用することもできる。即ち，例え
ば花崗岩について各スペクトルに関して「一軸圧縮強
度」「密度」「透水係数」「空隙率」等のとの相関を把
握しておけば，スペクトルの強度を知るだけで夫々の標
準値を直ちに求めることが出来る。 さらに，３スペクトルを第４図の様にボーリング柱状図
に記載していけば各深度に対応した連続の値が得られる
ことになり，従来と異なる完備したボーリング柱状図を
提供出来るものである。 次に、具体的に９種類の花崗岩サンプルを採取して調査
した例による花崗岩の色調と風化程度の関係を説明す
る。 第５図は９種類の風化〜新鮮花崗岩サンプルについての
肉眼鑑定による風化順位とＰ波速度との相関を示す図、
第６図はサンプル撮影の状態を示す図、第７図は肉眼鑑
定による風化順位と色調指標との相関を示す図、第８図
は色調指標とＷＰＩ（化学的特性）との相関を示す図、
第９図は色調指標と孔隙率との相関を示す図、第１０図
は色調指標とＰ波速度との相関を示す図、第１１図は色
調指標と圧裂引張強度との相関を示す図である。 まず、９種類の花崗岩サンプルについて肉眼鑑定（色、
ハンマー反発、打撃音、重み等）により風化程度の順位
付けを行い、岩石サンプルの化学的特性及び物理的特性
との関係を調べたが、両者にはかなりの精度で一致が認
められた。すなわち、岩盤構造物の調査・設計の際に知
りたい岩の工学的性質は、地質技術者が肉眼で鑑定して
判定した岩の風化程度と良い相関が認められた。ここ
で、化学的特性としては、岩石のＫ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃ
ａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｆｅ，Ｔｉ及び結晶水の全成分の定量
分析によって計算して得られるＷＰＩ値であり、物理的
特性としては、岩石の孔隙率、岩石柱の弾性波速度（Ｐ
波；縦波、Ｓ波；横波）、岩石の圧裂引張強度である。
なお、ＷＰＩ値は、岩石が風化によって変化する状況を
化学的組成によって表現するための方法及びその値であ
り、 但し、 Ａ＝ＳｉＯ2＋Ａｌ2Ｏ3＋Ｆｅ2Ｏ3＋ＦｅＯ ＋ＴｉＯ2＋ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ Ｂ＝１００（Ｋ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋ＭｇＯ＋ＣａＯ −Ｈ2Ｏ+） で表される。そのうち、Ｐ波速度について肉眼鑑定によ
る風化順位との相関を示した一例が第５図である。 次に、９種類の花崗岩サンプルについて第６図に示すよ
うにカラーテレビカメラ１１を使って撮影し、その画像
を１３１ドット×１３１ドットのデジタル画像データに
して全画素（約１万７千ドット）のＲ，Ｇ，Ｂ各色の強
度を測定して演算処理しその色調指数を求めた。その結
果、色調データの系列順位と肉眼鑑定による風化順位と
は第７図に示すような相関が認められた。 上記化学的特性及び物理的特性（第５図）と色調特性
（第７図）との２つの岩石の相関から第８図乃至第１１
図に示すような相関が認められた。すなわち、これらか
ら色調測定法によって風化程度や岩の工学的性質が評価
できることが判る。 尚，上述の実施例ではゾンデをボーリング孔に用いる場
合を説明したが，地表において地質を調査する時には測
定しようとするコアにゾンデからの光を照射するだけで
簡単に色もしくはスペクトル強度を出力表示出来る。さ
らに本発明の色調検層装置は、地質の調査に限らず連続
地中壁等の所謂構造物、地盤改良の評価、判定にも利用
できることは勿論である。すなわち、コンクリート製の
構造物、コンクリートや生石灰を使って補強された構造
物等も本発明の色調検層装置により評価、判定できる。
このようにボーリング孔中に装置を入れないで地上にお
いて調査を行う場合には、第１図や第２図に示すような
ゾンデの形状でなく任意の構造、形状に変形してもよ
い。また、本発明の色調検層装置は、人間の視覚や感覚
に頼ることなく装置を使って客観的に色調を測定し、そ
の色調を基に組成やその様子を評価、判定するものであ
るから、上記の実施例では、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）のスペクトル強度を測定したが、これに限らず色
の表示方法として周知の国際照明委員会（ＣＩＥ）のＸ
ＹＺ表色系による表示方法（ＪＩＳ Ｚ ８７０１，１
９５８年）を採用してスペクトル刺激値を使って色を測
定し、或いは他の測定方法を使って色を測定することに
よって地質の調査、構造物の評価、判定を行うようにし
てもよいことはいうまでもない。
【効果】
以上詳細に説明したように，本発明による色調検層装置
を用いることで次の効果を期待することができる。 １．機器による色調の定量測定が出来るので，誰が測定
しても標準化された客観データとして地質判定に役立て
ることができる。 ２．誰もが共通の基盤にたって地質の色調を話合える。 ３．ボーリング孔中にゾンデを入れて孔壁を直接観察
し，地上で画像処理もしくはスペクトル分析をするの
で， （１）強風化，軟質部分の孔壁に対しても色調データを
入手できる。 （２）コスト高になるコアボーリングでなく，ノンコア
ボーリングによってボーリング調査を行うことが可能に
なる。 （３）深さ方向に連続的に変化する詳細データとして色
調データを入手できるので地質判定等が精度向上する。 （４）機器による自動計測，データ処理が可能になり，
電気検層や弾性波速度検層及び色調検層をボーリング孔
中で実施して深さ方向に連続した客観データを採取し，
地質調査や地下水調査を短期間で実施可能にする。 （５）完備したボーリング柱状図を提供出来る。
【図面の簡単な説明】
図面は，本発明を説明するためのものであり，第１図は
本発明による色調検層装置の使用状態を示しており，第
２図は該装置におけるゾンデの内部詳細図，第３図は地
質を解析する場合のスペクトルと各値の相関を現わす特
性図，第４図は本発明による色調検層を掲載したボーリ
ング柱状図、第５図は肉眼鑑定による風化順位とＰ波速
度との相関を示す図、第６図はサンプル撮影の状態を示
す図、第７図は肉眼鑑定による風化順位と色調指標との
相関を示す図、第８図は色調指標とＷＰＩ（化学的特
性）との相関を示す図、第９図は色調指標と孔隙率との
相関を示す図、第１０図は色調指標とＰ波速度との相関
を示す図、そして第１１図は色調指標と圧裂引張強度と
の相関を示す図である。 図において，１はゾンデ，２はケーブル，３は昇降機，
４は記録装置，５は孔壁，６は光源，７は反射鏡，８は
レンズ，９は分光装置，１０は信号変換器を示してい
る。
フロントページの続き (72)発明者 野口 康二 東京都中野区白鷺２丁目13番14号 サンハ イツ白鷺Ａ―204 (56)参考文献 特開 昭61−126292（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】地層への照射光源と地層からの反射光を各
    スペクトルに分ける分光装置と分光スペクトルの各強度
    を電気信号に変換して送出する信号変換器とを内蔵する
    ゾンデ、及び該ゾンデから送出された電気信号を受信し
    て予め記憶させた標準値と比較し偏差値により出力表示
    する記憶装置からなることを特徴とする色調検層装置。
  2. 【請求項２】地層への照射光源と地層からの反射光を各
    スペクトルに分ける分光装置と分光スペクトルの各強度
    を電気信号に変換して送出する信号変換器とを内蔵する
    ゾンデ、該ゾンデをボアホールの中に吊り下げる昇降装
    置、及び該ゾンデから送出された電気信号を受信して予
    め記憶させた標準値と比較し偏差値により他の関連デー
    タと共に出力表示する記憶装置からなることを特徴とす
    る色調検層装置。
  3. 【請求項３】地層への照射光源と地層からの反射光を各
    スペクトルに分ける分光装置と分光スペクトルの各強度
    を電気信号に変換して送出する信号変換器とを内蔵する
    ゾンデをボアホール中に吊り下げ昇降装置により昇降さ
    せて連続的に孔壁を測定し、ゾンデから送出された電気
    信号を地上の記録装置で受信して予め記憶させた標準値
    と比較して偏差値を求め連続的に測定した孔壁の情報と
    して測定深度や他の関連データと共に出力表示すること
    を特徴とするボアホールの色調検層法。
JP60161378A 1985-07-22 1985-07-22 色調検層装置及びそれを用いる検層方法 Expired - Lifetime JPH067068B2 (ja)

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