JPH07151801A - 比抵抗測定用の電極装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 岩盤の露頭やトンネル坑壁などの比抵抗を、
簡便に且つ正確に測定でき、作業性に優れ、取り扱い易
い構造とする。 【構成】 ベース部材１０に、４個以上の板バネ状電極
１２を間隔をおいて且つ互いに電気的に絶縁した状態で
突設し、それら各電極に貫通穴１６を形成すると共に各
電極の内側面にスポンジなどの含水可能な可変形部材を
配置した比抵抗測定用の電極装置である。好ましくは、
各電極は、電気絶縁性の板状ベース部材の片面から略半
円形状に板バネを膨出させた構造とし、その膨出部分に
多数の微小貫通穴を配列する。ベース部材の反対面には
把手部１４を設ける。各電極とベース部材との間の半円
形状の領域には、外周側がスポンジ層２６で、その内側
が略半円形状のゴム状物質２８からなる組み合わせ部材
を配置するのがよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、壁面等の比抵抗を測定
するための電極装置に関し、更に詳しく述べると、貫通
穴を備えた板バネ材からなる電極の内面側に含水可能な
可変形部材を設けて、押し付け時に各電極が変形し、導
電性の液体が滲み出て壁面との導通性を高めた比抵抗測
定用の電極装置に関するものである。この装置は、岩盤
の露頭や坑壁等の比抵抗を現場において簡便に測定する
のに有用である。

【０００２】

【従来の技術】周知のごとく、地中の状態を調査する方
法としては、地中に電極を打ち込み、地層の比抵抗分布
を測定する電気探査法がある。その場合、得られた比抵
抗値から岩質とその分布、岩の状態などを推定する解析
作業が必要となる。しかし、比抵抗値は地層名や岩石名
とは必ずしも対応せず、同種の岩石や地盤であっても比
抵抗値が１〜２桁違うことも珍しくない。その理由は、
比抵抗値が、岩石の空隙率、固結度、粒度、含水状態、
水質などに影響されるからである。そこで解析に先立っ
て、測定現場において、岩盤の露頭の比抵抗を測定し
て、その現場近傍での岩種と比抵抗値とを対応させてお
くという作業が必要となる。これら比抵抗の測定には、
通常、４極法が用いられている。この方法では、２個の
電極間に通電し、他の２極間の電位差を測定して比抵抗
を算出する。

【０００３】またトンネル坑壁などについても、比抵抗
値を測定することによって坑壁の状態（例えば打設した
コンクリート壁の厚さの分布など）を推定することが試
みられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが岩盤の露頭や
トンネル坑壁に電極を打ち込むことは困難である。その
ため、作業者は測定作業中、少なくとも４個の電極を壁
面に密着させたまま保持する必要がある。しかし１人の
作業者が、凹凸のある露頭などに４個の電極を同時に圧
接させて測定を行うことは極めて困難であり、人手・コ
ストがかかる。また通常、露頭は水の蒸散により、やや
乾燥しており、しかも大小さまざまな凹凸が存在してい
るので、各電極と測定対象である壁面との間で確実な導
通を図ることが難しく、そのため測定精度が悪いばかり
でなく、測定結果に大きなばらつきが生じ易い。

【０００５】本発明の目的は、岩盤の露頭やトンネル坑
壁などの比抵抗を、簡便に且つ正確に測定でき、作業性
に優れ、取り扱い易い構造の比抵抗測定用の電極装置を
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ベース部材
に、４個以上の板バネ状電極を間隔をおいて且つ互いに
電気的に絶縁した状態で突設し、それら各電極に貫通穴
を形成すると共に各電極の内側面に含水可能な可変形部
材を配置した比抵抗測定用の電極装置である。より具体
的には、電気絶縁性材料からなる板状のベース部材と、
その一方の面から略半円形状に板バネを膨出させた構造
の４個以上の電極と、前記ベース部材の他方の面に設け
た把手部とを具備し、各電極の膨出部分に多数の微小貫
通穴を形成し、それら各電極を間隔をおいて且つ電気的
に絶縁した状態で配設し、各電極の内側面にスポンジ状
物質を設ける構造が好ましい。ここで、各電極とベース
部材との間の半円形状の領域には、外周側がスポンジ層
で、その内側が略半円形状のゴム状物質からなる組み合
わせ部材を配置するのがよい。

【０００７】

【作用】本電極装置を用いた測定では、予め含水可能な
可変形部材に水（塩水が好ましい）を含ませておき、各
電極を測定対象の壁面などに押し付ける。それによって
各板バネ状電極は、壁面の凹凸状況に応じて変形して密
着し、その変形に伴って可変形部材に含まれている水
（塩水）が滲み出し、貫通穴を通って電極と測定対象の
壁面との間に入り込む。これによって微細な凹凸があっ
ても、電極と壁面とが直接接触して、あるいは水を介し
て、面的に、確実に導通する。

【０００８】

【実施例】図１は本発明に係る比抵抗測定用の電極装置
の一実施例を示す斜視図である。この電極装置は、電気
絶縁性材料（例えば樹脂成形品）からなる細長矩形板状
のベース部材１０と、その一方の面から略半円形状に板
バネ材を膨出させた構造の４個の電極１２と、前記ベー
ス部材１０の他方の面に設けた把手部１４とを具備して
いる。この装置は、作業者が片手で取り扱える程度の大
きさであり、例えば試作品はベース部材１０の長さが３
０cm程度である。前記各電極１２は、例えばバネ用のス
テンレス鋼板からなり、その半円形状に膨出した部分の
厚み方向に多数の微小貫通穴１６が１列形成されてい
る。試作品では、電極の幅が約１０mmに対して、微小貫
通穴の直径は１〜２mm程度とした。これらの各電極１２
を等間隔をおいて配設する。そのため、ベース部材１０
の両側面に矩形状の切込み１８を４箇所ずつ形成し、そ
れに膨出した各電極１２の両端部を嵌め込み、取付けネ
ジ２０で固定する。

【０００９】図示されていないが、ベース部材１０の内
部には各電極に接続するための内部配線が埋設されてお
り、前記取付けネジ２０の固定で同時に内部配線との電
気的接続を行う。ベース部材１０の一端には引出しガイ
ド２２が設けられ、該引出しガイド２２を通してリード
線２４を設ける。リード線２４の一端は内部配線に接続
し、他端はコネクタを介して測定装置に接続する。

【００１０】更に、各電極１２の内側面にスポンジ状物
質を設ける。本実施例では、各電極１２とベース部材１
０との間の半円形状の領域に、外周側がスポンジ層２６
で、その内側が略半円形状でやや硬めのゴム状物質（例
えばウレタンゴム）２８からなる組み合わせ部材を配置
している。

【００１１】本電極装置の使用状態の一例を図２及び図
３に示す。スポンジ層２６に水（導電性の観点から、特
に塩水などが好ましい）を含ませた状態として、各電極
１２を測定対象である壁面（例えば岩盤の露頭やトンネ
ル坑壁など）３０に押し付ける。これにより板バネ状の
各電極１２は、それぞれその膨出した先端部分が壁面３
０に密着するように独立に変形し、それに伴ってスポン
ジ層２６が（押し付けの程度によってはゴム状物質２８
も）変形する。その際にスポンジ層２６に含まれていた
水が滲み出し、一部の水３２は多数の貫通穴１６を通っ
て電極１２と壁面３０との間に浸透し、表面張力などで
保持される。

【００１２】前述のように岩盤の露頭などでは電極を打
ち込むことが困難であり、また表面に大小さまざまな凹
凸があるために剛な構造では一体構造の場合に４個の電
極のそれぞれを露頭に密着させることができない。しか
し、本発明装置では、電極が板バネ状の構造であるため
に、それぞれが独立して変形し、大きな凹凸に馴染んで
確実に接触する。また壁面には微細な凹凸があり、通常
状態において水分の蒸散によりやや乾燥しているから、
電極面が前面で壁面に全面接触できるとは限らない。通
常の水は、ある程度のイオンを含み導電性があるので、
スポンジ層２６から貫通穴１６を通して意図的に水を供
給すると、その水が露頭の微細な凹部内に溜まって電極
表面との間に介在し、それによって露頭と電極１２との
間では面的な電気的接続を達成でき、安定した測定が可
能となる。

【００１３】比抵抗の測定は通常の電気探査法と同様に
して行えばよい。４個以上の電極のうち、任意の２個を
選択し電流電極として、その電流電極間で通電し、他の
電極間の電位差を測定して比抵抗を算出する。電極配列
の代表的な例としては、図４に示すウエンナー法があ
り、その場合は両側の電極を電流電極Ａ，Ｂとして通電
し、中央の２個の電極を電位電極Ｍ，Ｎとして電位差を
測定する。電極配列は、その他、エルトラン法やスタガ
ード法などでもよい。

【００１４】電極の設置個数は通常４個である。しかし
５個以上設けて、本電極装置を壁面に押し付けたまま、
スイッチで電極を切り換えて測定区間を変えるようにし
てもよい。そして、近接した２つの測定区間で測定結果
がほぼ一定であれば、内部は均一と見なすことができる
し、測定結果が大きく異なれば、何らかの比抵抗境界で
測定していると直ちに推定できる。このようなことは、
例えばトンネル坑壁の調査などでは有用である。但し、
電極数が増えると、装置が大きくなり、取り扱い難くな
るので、４個あるいは５個程度とするのが現実的であ
る。

【００１５】上記の実施例は、含水可能な可変形部材と
してスポンジ層とゴム状物質の組み合わせを採用してい
るが、電極とベース部材との間の半円形状領域の全体に
半円形状のスポンジのみを取り付ける構造としてもよ
い。但し、スポンジは変形し易いので、本装置を壁面に
軽く押し当てる場合には差し支えないが、ある程度大き
な力で押し付けなければならない場合には不向きであ
る。ある程度硬く且つ弾力性があるゴム状物質でバック
アップしておくと、大きな力に対する各電極の変形もほ
ぼ一様となり、良好な状態で測定を行うことができる。
なおスポンジ層が好ましいが、それに代えて不織布など
を用いることも可能である。

【００１６】電極の形状、あるいは電極に形成する貫通
穴の個数、形状、配列位置などは任意であり、使用状態
に応じて適宜変更してよい。把持部の形状や取付け位置
なども任意であることは言うまでもない。

【００１７】

【発明の効果】本発明は上記のように、板バネ状電極に
貫通穴を形成し、その内側面に含水可能な可変形部材を
配置したことにより、それを測定対象の壁面に押し付け
て使用する際、各電極は壁面の凹凸状況に応じて変形し
て密着し、その変形に伴って含まれている水が滲み出
し、貫通穴を通って電極と測定対象の壁面との間に流れ
出る。これによって壁面に存在する大小さまざまな凹凸
にもかかわらず、電極と壁面とが直接接触し、あるいは
水を介して確実な電気的導通を図ることができる。これ
によって岩盤の露頭やトンネル坑壁などの比抵抗を、簡
便に且つ正確に測定できる。また作業性に優れ、取り扱
いも容易であるため、１人の作業者で測定でき、コスト
も削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る比抵抗測定用電極装置の一実施例
を示す斜視図。

【図２】本装置の使用状態を示す正面図。

【図３】本装置の使用状態を示す側面説明図。

【図４】電極配列の一例を示す説明図。

【符号の説明】

１０ ベース部材 １２ 電極 １４ 把持部 １６ 貫通穴 ２６ スポンジ層 ２８ ゴム状物質

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベース部材に、４個以上の板バネ状電極
   を間隔をおいて且つ互いに電気的に絶縁した状態で突設
   し、それら各電極に貫通穴を形成すると共に各電極の内
   側面に含水可能な可変形部材を配置したことを特徴とす
   る比抵抗測定用の電極装置。
2. 【請求項２】 電気絶縁性材料からなる板状のベース部
   材と、その一方の面から略半円形状に板バネを膨出させ
   た構造の４個以上の電極と、前記ベース部材の他方の面
   に設けた把手部とを具備し、前記各電極はその膨出部分
   に多数の微小貫通穴が形成され、それら各電極は互いに
   間隔をおいて且つ電気的に絶縁した状態で配設され、各
   電極の内側面にスポンジ状物質が取り付けられているこ
   とを特徴とする比抵抗測定用の電極装置。
3. 【請求項３】 各電極とベース部材との間の半円形状の
   領域に、外周側がスポンジ層で、その内側が略半円形状
   のゴム状物質からなる組み合わせ部材を配置した請求項
   ２記載の電極装置。