JPH0836063A - 地震波受振方法及び装置 - Google Patents
地震波受振方法及び装置Info
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Abstract
作も簡単な地震波受振方法及び装置を提供する。 【構成】 岩盤2等の地中に受振機用収容孔1を穿孔
し、その受振機用収容孔1に開口断面形状が多角形のケ
ーシング3を挿入後、前記岩盤2等の地中に固定し、該
ケーシング3内に受振システム7を嵌合装着して地震波
を測定し、該測定後、受振システム7をケーシング3か
ら抜き取る。
Description
性地震による地震波を、岩盤等の地中に装着した受振シ
ステムにより受振する地震波受振装置及び方法に関する
ものである。
た地震による探査法は、一般的にトンネル周辺地山の組
成並びに岩盤力学的特性を正確に把握するために用いら
れる。この方法では、地震波を得るために、しばしば、
例えば炸薬を用いて人工的に衝撃性地震を起こした地震
源が用いられる。そして、地震波を受振するために、受
振機の位置での岩盤の地震性振動をできる限り純粋に、
電気信号に変換する手段が必要とされる。この電気信号
は、適切な電子的、デジタル的方法を用いることで、意
図する使用目的に合うように処理することができる。
00m以上の地震探査は、約200Hzまでの周波数域
でのジオホンのような低周波受振機で行われる一方で、
500m以下のより狭い範囲での地震探査は高度に解明
する地震調査のために、5000Hzまでの周波数域に
おいて地震波を受振するための手段が要求される。
センサとして、好適には地震波を電気信号に変換する加
速度計が用いられる。
接取り付けるか、岩盤に受振機用収容孔を穿孔してその
孔に機械的に連結することで岩盤に取り付けられてい
た。しかしながら、200Hz以上の周波数信号につい
て、公知の受振機は無関係の信号も拾ってしまうことが
ある。これは、大釘で連結する場合、連結する個所が一
般に容認される岩盤の自由表面に限定され、その表面波
の妨害振幅が所望の信号に比べてかなり強くなるためで
ある。他方、センサを受振機用収容孔に機械的に連結し
た場合、一般に表面波の妨害振幅の問題がなくなるが、
岩石塊に最適に連結することが要求される。しかしなが
ら、従来の受振機用収容孔内に取り付けられたゾンデ
は、特にその連結機構により、主に自己共振周波数域で
応答したり、及び/又は特に高い周波数域において消滅
する傾向がある。
ンデを用いる別の欠点は、それらゾンデを不安定な用収
容孔内に入れて及び/又は取り付けて、即ち、突き刺す
ことが困難で、更に測定後に除去することができないこ
とである。
ent et al)では、受振機手段を、生産した収容孔内に挿
入され必要のある場合に移動される生産ラインに配置す
ることが提案されている。受振機のケーシングへの連結
は、機械的に行うことが提案されている。この提案にお
ける欠点は、用いられた連結機構によって、より高い周
波数域における上記問題(自己共振周波数、消滅)が生
じることである。
t al)では、地震システムを所定の方向に配置し、セン
サシステムと層の表面との間に低粘性物質を導入するこ
とが提案されている。当該物質は、センサシステムと層
との間での音響信号の伝達のための機械的結合を備える
ように粘性を増加することによって、本来の位置で固く
なるように処方された構成物を有している。地震操作の
完了後、固くなった物質は、当該物質を破壊するための
刺激剤と接触し、それによって機械的結合を破壊する。
その後、センサシステムは元に戻る。提案された解決法
では次の欠点がある。即ち、操作上の応用性が不充分
で、高周波数の地震波を使用する場合に、連結が粘性物
質を用いても充分に安定させることができない。
服し、高周波の地震波でも確実に受振でき、その操作も
簡単な地震波受振方法及び装置を提供することにある。
こした衝撃性地震による地震波を、岩盤等の地中に装着
した受振システムにより受振する地震波受振方法におい
て、前記岩盤等の地中に受振機用収容孔を穿孔し、その
受振機用収容孔に開口断面形状が多角形のケーシングを
挿入後、前記岩盤等の地中に固定し、該ケーシング内に
受振システムを嵌合装着して地震波を測定し、該測定
後、受振システムをケーシングから抜き取ることにより
解決される。
32〜50mmを有した受振機用収容孔を穿孔する。そ
のような小さな径の孔を用いることで、収容孔の共鳴周
波数は、所望の信号周波数帯域を上回る周波数レベルに
変更される。更に受振機用収容孔を穿孔するための費用
と時間とを最小限にすることができる。この受振機用収
容孔において、薄いケーシング、例えば、スチールケー
シングがセメントで固定される。本発明の好適な態様に
おいて、矩形形状のケーシングが、更に全体的な地震シ
ステム(収容孔・セメント・ケーシング)の望ましくな
い共鳴周波数を抑制することが認識された。更なる態様
として、岩盤にセメントを連結することで付加的に無関
係な振動を吸収するために、ケーシング表面に取り付け
られるべき補剛リブが提案される。
シング内に導入される。受振機システムを導入する一方
で、センサは岩盤に結合されたケーシングに自動的に連
結される。この連結は好適な態様として、一つには機械
的に行われ、他方では磁気的に行われる。これに対し更
に、先ずケーシングをクリーニングし(汚れをとり)、
センサとケーシングとの連結を改善する潤滑剤の薄いフ
ィルムを適用してもよい。当該手段はいかなる場合にも
強力な結合を確実にし、換言すれば、センサとケーシン
グとの間の完全な連結、したがって岩盤への連結を確実
にする。地震測定の後、受振機システムは取り外され、
別の測定の際に再び使用することができ、ケーシングは
収容孔に残される。
岩盤(結晶性岩石、軟土)において使用することがで
き、ノイズと共鳴を最大に抑制して良好な信号を提供す
ることが認識された。
ループからなり、センサグループは3次元方向ごとに所
定の向きのセンサが1個ずつ有している。これら手段に
よって、地震波を受振機システムの位置で3次元的にサ
ンプリングすることができる。好適な態様において、多
数のセンサグループの信号が加えられ、したがって所望
の信号が強められ、無関係のノイズ、特にケーシングに
沿って伝わるノイズが抑制される。
で例えばスプリング板によって機械的に、他方で例えば
永久磁石円板で磁気的に行われる。受振機システム自身
とセンサグループ自身とは、適当な手段によって音響的
に分断される。このようにして、センサグループの共鳴
周波数と受振機システムに沿った無関係なノイズとはう
まく消滅させることができる。好適な実施例において、
使用されたセンサは加速度計である。
て説明する。
表示されており、岩盤2には削孔機等で直線状に延びる
受振機用収容孔1が穿孔され、受振機用収容孔1には外
側に適宜間隔で配置された補剛リブ4を備えた開口断面
形状が矩形、本例では正方形のケーシング3が挿入され
ている。そして、受振機用収容孔1に挿入されたケーシ
ング3はセメントで固められている。ケーシング3は、
好適な実施例として先端に錐部5が形成され、これは特
に不安定な粗悪岩又は軟らかい地層においてケーシング
3を受振機用収容孔1に導き入れることを容易にしてい
る。
センサ11を収容した箱体10がパイプ状の連結要素1
4によって互いに連結され、本例では2個のセンサ11
によって1つのセンサグループ8を構成し、センサグル
ープ8は図示していないが複数組設けられている。各セ
ンサ11の箱体10は、上記ケーシング3の開口と同形
の断面正方形に形成され、受振システム7が上記ケーシ
ング3に嵌合されると、箱体10はケーシング3にほぼ
隙間なく嵌合される。また、各センサ11の箱体10に
はその一面にスプリング板である機械的連結部13が設
けられ、その反対面には永久磁石である磁気的連結部1
2が設けられている。この機械的連結部13と磁気的連
結部12とによって各センサ11の箱体10は、ケーシ
ング3に対してがたつくことなく良好に結合されてい
る。
ば図3の右側のセンサ11が矢印aで示す上下方向から
の地震波を受振するように構成され、図3の左側のセン
サ11が矢印bで示す左右方向からの地震波を受振する
ように構成されている。そして、このようなセンサグル
ープ8を複数組設けていることで、ほぼ全方向からの地
震波をもれなく受振することができる。また、各センサ
11は適当な手段、例えばゴムリング15によって、各
センサ11毎に音響的に分断されている。同様にして、
互いに連結要素14と連結されたセンサグループ8自身
も音響的に分断される。
ム7は先端側で補助的にフェルトディスク16が設けら
れている。このフェルトディスク16は、受振システム
7を挿入するとき、ケーシング3の内面をクリーニング
するとともに、フェルトディスク16に潤滑剤を染み込
ませることで、ケーシング3の内面に潤滑剤をフィルム
状に塗布し、受振システム7の良好な挿入が得られる。
2個以上のセンサグループ8が連結されており、これら
連結要素14中に、電気信号の伝達のためにケーブル1
7も延在している。受振システムの他方の後端側は、コ
ネクタソケットを備えたヘッド部からなり、これにケー
ブル17が連結している(図示せず)。
められた本発明の実施例に係る斜視図である。
受振システムの一部を示す側面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 人工的に起こした衝撃性地震による地震
波を、岩盤(2)等の地中に装着した受振システム
(7)により受振する地震波受振方法において、 前記岩盤(2)等の地中に受振機用収容孔(1)を穿孔
し、その受振機用収容孔(1)に開口断面形状が多角形
のケーシング(3)を挿入後、前記岩盤(2)等の地中
に固定し、該ケーシング(3)内に受振システム(7)
を嵌合装着して地震波を測定し、該測定後、受振システ
ム(7)をケーシング(3)から抜き取ることを特徴と
する地震波受振方法。 - 【請求項2】 前記受振システム(7)は、前記ケーシ
ング(3)との間で、機械的連結手段と磁気的連結手段
との少なくとも一方の連結手段により連結されることを
特徴とする請求項1に記載の地震波受振方法。 - 【請求項3】 人工的に起こした衝撃性地震による地震
波を、岩盤(2)等の地中に装着した受振システム
(7)により受振する地震波受振装置において、 前記岩盤(2)に穿孔した受振機用収容孔(1)に挿入
され固定されるケーシング(3)と、該ケーシング
(3)に取外し可能に嵌合装着される受振システム
(7)とを有し、前記ケーシング(3)の開口断面形状
と前記受振システム(7)の断面形状とが同一形状多角
形に形成されていることを特徴とする地震波受振装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載の地震波受振装置におい
て、前記受振システム(7)がその断面形状の多角形の
面毎に位置づけて配置した少なくとも1個のセンサ(1
1)を有してグループ化されたセンサグループ(8)を
2個以上備えていることを特徴とする地震波受振装置。 - 【請求項5】 前記センサグループ(8)が、分断手段
(15)によって音響的に分断されていることを特徴と
する請求項4に記載の地震波受振装置。 - 【請求項6】 請求項3または4に記載の地震波受振装
置において、該装置によって登録された信号が200H
z以上の周波数域にあり、それら信号の登録のためにセ
ンサ(11)に振動加速度計が用いられることを特徴と
する地震波受振装置。 - 【請求項7】 ケーシング表面(3)上に補剛リブ
(4)が取り付けられていることを特徴とする請求項3
の地震波受振装置。
Applications Claiming Priority (2)
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CH51194A CH689191A5 (de) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | Aufnehmervorrichtung zur Aufnahme von seismischen Signalen und Verwendung dieser Aufnehmervorrichtung. |
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Publications (2)
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Family Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100742773B1 (ko) * | 2006-01-12 | 2007-07-26 | 고려대학교 산학협력단 | 탄성파속도 측정장치 및 그를 이용한 측정방법 |
JP2010197086A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 危険度検出システムおよび危険度検出方法 |
CN103091705A (zh) * | 2013-01-15 | 2013-05-08 | 中国石油化工集团公司 | 沙漠专用检波器埋置器 |
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-
1994
- 1994-02-22 CH CH51194A patent/CH689191A5/de not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-02-13 JP JP02438795A patent/JP3411700B2/ja not_active Expired - Lifetime
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WO2016117136A1 (ja) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | 特許機器株式会社 | 地盤振動測定装置 |
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