JPH10319129A - Ｓ波地震波探査モデル実験方法及び装置 - Google Patents
Ｓ波地震波探査モデル実験方法及び装置Info
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- JPH10319129A JPH10319129A JP12668097A JP12668097A JPH10319129A JP H10319129 A JPH10319129 A JP H10319129A JP 12668097 A JP12668097 A JP 12668097A JP 12668097 A JP12668097 A JP 12668097A JP H10319129 A JPH10319129 A JP H10319129A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 野外で行われるＳ波弾性波探査を忠実に再現
できる室内規模の実施を可能にする。 【解決手段】 試料１の振動源として微小領域で弾性波
を発生できる圧電素子１１等の起振素子を用い、試料表
面の振動を反射シート２０に付着した再帰性反射物の並
進運動に置き換えてレーザードップラー振動計３０によ
り直接計測する。検出した波形を波形ディジタル記憶装
置４０に入力し、デジタル化された波形値の重ね合わせ
による超音波領域の微小運動の検出処理をコンピュータ
等のデータ処理手段５０で行う。
できる室内規模の実施を可能にする。 【解決手段】 試料１の振動源として微小領域で弾性波
を発生できる圧電素子１１等の起振素子を用い、試料表
面の振動を反射シート２０に付着した再帰性反射物の並
進運動に置き換えてレーザードップラー振動計３０によ
り直接計測する。検出した波形を波形ディジタル記憶装
置４０に入力し、デジタル化された波形値の重ね合わせ
による超音波領域の微小運動の検出処理をコンピュータ
等のデータ処理手段５０で行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、弾性波によって物
体内部の不均質構造を解明するのに用いられる技術に係
り、詳しくはＳ波による地下構造探査手法開発のための
有効なツールとなるモデル実験方法及び装置に関する。
体内部の不均質構造を解明するのに用いられる技術に係
り、詳しくはＳ波による地下構造探査手法開発のための
有効なツールとなるモデル実験方法及び装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】現在、地下構造調査の
ための物理探査の分野においては地震波探査が最も多用
され且つ重要視されている。この地震波探査では従来よ
りたて波（以下「Ｐ波」と記す）による探査が主体であ
ったが、最近ではよこ波（以下「Ｓ波」と記す）を用い
た探査が試みられるようになり、データ取得の方法やデ
ータ解析の手法がさかんに研究されている。
ための物理探査の分野においては地震波探査が最も多用
され且つ重要視されている。この地震波探査では従来よ
りたて波（以下「Ｐ波」と記す）による探査が主体であ
ったが、最近ではよこ波（以下「Ｓ波」と記す）を用い
た探査が試みられるようになり、データ取得の方法やデ
ータ解析の手法がさかんに研究されている。
【０００３】Ｓ波はＰ波に比べ地下構造の影響をより強
く受け、伝播途中の情報をより多く含んでいる。しか
し、Ｓ波探査データはＰ波探査データに比べ解釈が難し
く解析が困難で、野外観測結果によって地下構造モデル
を得るための手法はまだ確立されていない。Ｓ波探査が
困難な理由は、（１）人工Ｓ波震源の性質が十分に研究
されていない、（２）Ｓ波の放射パターンは強い角度依
存性を持つ上にノード（節：波の放射されない方向で通
常帯状に広がる）を持ち放射パターンがＰ波に比べて複
雑である、（３）振動の方向が伝播方向に直交するので
受振点で複雑な粒子運動（ particle motion：受振点で
の物質地震の運動）となる、（４）Ｓ波はＰ波に比べ地
下のランダムな不均質構造によって波が強く散乱され伝
播途中で波形が大きく乱される、などの理由による。こ
のように、Ｓ波探査法はＰ波探査法に比べ地震波の発生
や伝播に影響する複数の要因が複雑に関係しており、受
振点の弾性波の波形を解釈するのが容易ではない。
く受け、伝播途中の情報をより多く含んでいる。しか
し、Ｓ波探査データはＰ波探査データに比べ解釈が難し
く解析が困難で、野外観測結果によって地下構造モデル
を得るための手法はまだ確立されていない。Ｓ波探査が
困難な理由は、（１）人工Ｓ波震源の性質が十分に研究
されていない、（２）Ｓ波の放射パターンは強い角度依
存性を持つ上にノード（節：波の放射されない方向で通
常帯状に広がる）を持ち放射パターンがＰ波に比べて複
雑である、（３）振動の方向が伝播方向に直交するので
受振点で複雑な粒子運動（ particle motion：受振点で
の物質地震の運動）となる、（４）Ｓ波はＰ波に比べ地
下のランダムな不均質構造によって波が強く散乱され伝
播途中で波形が大きく乱される、などの理由による。こ
のように、Ｓ波探査法はＰ波探査法に比べ地震波の発生
や伝播に影響する複数の要因が複雑に関係しており、受
振点の弾性波の波形を解釈するのが容易ではない。
【０００４】こうした複雑な地震波伝播現象を調べるた
めには、計算機によって基本となる数式を数値的に解い
ていく「数値モデル」と、適当なサイズの模型を作成し
実験を行う「物理モデル」とがある。物理モデル実験で
は、地震波の波長に対してモデルサイズを規格化するこ
とによりすべてのスケールの問題を同一に取り扱うこと
ができる。例えば、表１のように３０ｋｍの厚さの地殻
を伝播する地震波は、５００ｋＨｚの弾性波を用いると
１２ｃｍの距離を伝播する波動としてモデル化できる。
したがって、室内で取り扱える程度の大きさの地下構造
モデルによって波動伝播実験を行い、反射波の特徴や散
乱波の特徴を把握することにより、野外での観測データ
の解釈に役立てることができる。モデル実験での波動の
三成分を正確に記録できる機器があれば野外での観測の
正確なシミュレーションが可能で、上記のＳ波探査法に
おけるいくつかの困難を解決するのに大いに役立つはず
である。すなわち、経費のかかる野外観測の前にモデル
実験を行い、観測における問題点を事前評価することが
できる。
めには、計算機によって基本となる数式を数値的に解い
ていく「数値モデル」と、適当なサイズの模型を作成し
実験を行う「物理モデル」とがある。物理モデル実験で
は、地震波の波長に対してモデルサイズを規格化するこ
とによりすべてのスケールの問題を同一に取り扱うこと
ができる。例えば、表１のように３０ｋｍの厚さの地殻
を伝播する地震波は、５００ｋＨｚの弾性波を用いると
１２ｃｍの距離を伝播する波動としてモデル化できる。
したがって、室内で取り扱える程度の大きさの地下構造
モデルによって波動伝播実験を行い、反射波の特徴や散
乱波の特徴を把握することにより、野外での観測データ
の解釈に役立てることができる。モデル実験での波動の
三成分を正確に記録できる機器があれば野外での観測の
正確なシミュレーションが可能で、上記のＳ波探査法に
おけるいくつかの困難を解決するのに大いに役立つはず
である。すなわち、経費のかかる野外観測の前にモデル
実験を行い、観測における問題点を事前評価することが
できる。
【０００５】
【表１】
【０００６】ところで、従来の物理モデル実験での波動
計測は、圧電素子によって振動を検出していた。圧電素
子は感度が高く微弱な振動でも検出できる利点がある
が、感度特性は平坦でなく、素子自体の共振を含むため
波動を正確に再現できない。また、素子の大きさも直径
数ｍｍ程度であるので、モデル実験で取り扱う数ｍｍか
ら数ｃｍ程度の短い波長の振動では、観測点近傍の平均
的波動場しか計測できず、波動場と波形の忠実な再現が
できない。以上の理由により従来の圧電素子を検出器と
したモデル実験では、野外観測を忠実に再現することは
全く不可能であり、結果は大まかで定性的な結論にとど
まらざるを得ない。特にＳ波は複雑な波動場を形成する
ため、圧電素子を検出器とする限りＳ波探査法をモデル
化することは不可能であった。
計測は、圧電素子によって振動を検出していた。圧電素
子は感度が高く微弱な振動でも検出できる利点がある
が、感度特性は平坦でなく、素子自体の共振を含むため
波動を正確に再現できない。また、素子の大きさも直径
数ｍｍ程度であるので、モデル実験で取り扱う数ｍｍか
ら数ｃｍ程度の短い波長の振動では、観測点近傍の平均
的波動場しか計測できず、波動場と波形の忠実な再現が
できない。以上の理由により従来の圧電素子を検出器と
したモデル実験では、野外観測を忠実に再現することは
全く不可能であり、結果は大まかで定性的な結論にとど
まらざるを得ない。特にＳ波は複雑な波動場を形成する
ため、圧電素子を検出器とする限りＳ波探査法をモデル
化することは不可能であった。
【０００７】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、野外で行
われるＳ波地震波探査を忠実に再現できる室内規模のモ
デル実験の実施を可能としたＳ波地震波探査モデル実験
方法及びそれに用いる実験装置を提供することにある。
されたものであり、その目的とするところは、野外で行
われるＳ波地震波探査を忠実に再現できる室内規模のモ
デル実験の実施を可能としたＳ波地震波探査モデル実験
方法及びそれに用いる実験装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のモデル実験方法は、試料の振動源として微
小領域で弾性波を発生できる起振素子を用い、試料表面
の振動を試料表面に付着した微小な再帰性（入射光と同
方向に光を反射する）反射物の並進運動に置き換えてレ
ーザードップラー振動計により直接計測することによ
り、野外での地震波探査のための観測を実験室規模でシ
ミュレーションすることを特徴とする。
め、本発明のモデル実験方法は、試料の振動源として微
小領域で弾性波を発生できる起振素子を用い、試料表面
の振動を試料表面に付着した微小な再帰性（入射光と同
方向に光を反射する）反射物の並進運動に置き換えてレ
ーザードップラー振動計により直接計測することによ
り、野外での地震波探査のための観測を実験室規模でシ
ミュレーションすることを特徴とする。
【０００９】そして、本発明のモデル実験装置は、物理
モデルとなる試料と、該試料の一方の面に設置されるＳ
波発生用の起振素子と、その他方の面に設置される微小
な再帰性反射物と、該反射物にレーザー光を照射するレ
ーザー光源と、弾性波振動による試料表面の移動速度を
ドップラーシフト周波数として検出する検出器と、検出
した波形が入力される波形ディジタル記憶装置と、デジ
タル化された波形値の重ね合わせによる超音波領域の微
小波動の検出処理を行うデータ処理手段とを具備して構
成される。
モデルとなる試料と、該試料の一方の面に設置されるＳ
波発生用の起振素子と、その他方の面に設置される微小
な再帰性反射物と、該反射物にレーザー光を照射するレ
ーザー光源と、弾性波振動による試料表面の移動速度を
ドップラーシフト周波数として検出する検出器と、検出
した波形が入力される波形ディジタル記憶装置と、デジ
タル化された波形値の重ね合わせによる超音波領域の微
小波動の検出処理を行うデータ処理手段とを具備して構
成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１に本発明に係るモデル実験装
置の概略構成図を示す。同図において、１は物理モデル
となる試料、１０は起振素子としての圧電素子１１にＳ
波を発生させるパルス発生器、２０は微小な再帰性反射
物が付着した反射シート、３０はレーザードップラー振
動計本体、３１はレーザー光源と検出器とが一体となっ
た測定装置、４０は波形ディジタル記憶装置、５０はコ
ンピュータ等のデータ処理手段である。
置の概略構成図を示す。同図において、１は物理モデル
となる試料、１０は起振素子としての圧電素子１１にＳ
波を発生させるパルス発生器、２０は微小な再帰性反射
物が付着した反射シート、３０はレーザードップラー振
動計本体、３１はレーザー光源と検出器とが一体となっ
た測定装置、４０は波形ディジタル記憶装置、５０はコ
ンピュータ等のデータ処理手段である。
【００１１】本発明におけるモデル実験の試料Ｓのサイ
ズは、通常の室内において人力あるいは小規模な装置の
補助により容易に移動可能な大きさである。伝播する弾
性波の波長を基準としたスケール則にしたがえば、本発
明では１ｍから数ｃｍのサイズの試料Ｓをモデルとし
て、地下３０ｋｍ程度の地殻下部までの大局的地下構造
から地下１０ｍ程度の建設・土木分野で対象となる表層
部分までの探査対象を、数ｋＨｚから数ＭＨｚの超音波
領域にいたる弾性波によってモデル化する。
ズは、通常の室内において人力あるいは小規模な装置の
補助により容易に移動可能な大きさである。伝播する弾
性波の波長を基準としたスケール則にしたがえば、本発
明では１ｍから数ｃｍのサイズの試料Ｓをモデルとし
て、地下３０ｋｍ程度の地殻下部までの大局的地下構造
から地下１０ｍ程度の建設・土木分野で対象となる表層
部分までの探査対象を、数ｋＨｚから数ＭＨｚの超音波
領域にいたる弾性波によってモデル化する。
【００１２】パルス発生器１０は高電圧のパルス、すな
わち圧電素子駆動パルス信号を圧電素子１１に加える。
圧電素子１１により弾性波が発生し試料中を透過する。
試料Ｓの表面の振動は反射シート２０にレーザー光を照
射することによって観測することができる。弾性波振動
による試料表面の移動速度がドップラーシフト周波数と
して検出される。
わち圧電素子駆動パルス信号を圧電素子１１に加える。
圧電素子１１により弾性波が発生し試料中を透過する。
試料Ｓの表面の振動は反射シート２０にレーザー光を照
射することによって観測することができる。弾性波振動
による試料表面の移動速度がドップラーシフト周波数と
して検出される。
【００１３】レーザードップラー振動計は以下のように
レーザー光照射方向での物体の速度をドップラーシフト
周波数Δｆとして計測する。 Δｆ＝２Ｖ／λ ここで、Ｖはレーザー照射方向における物体の移動速
度、λはレーザー光の波長である。上式のように周波数
から速度が直接得られるので、検出装置の校正を必要と
しない。また、レーザー光は非接触であり、振動の測定
に検出システム固有の共振が介在しないので、検出され
た振動波形は時間軸上のすべての範囲で物体の振動速度
とみなすことができる。これにより物体表面の振動の正
確な計測が可能となる。
レーザー光照射方向での物体の速度をドップラーシフト
周波数Δｆとして計測する。 Δｆ＝２Ｖ／λ ここで、Ｖはレーザー照射方向における物体の移動速
度、λはレーザー光の波長である。上式のように周波数
から速度が直接得られるので、検出装置の校正を必要と
しない。また、レーザー光は非接触であり、振動の測定
に検出システム固有の共振が介在しないので、検出され
た振動波形は時間軸上のすべての範囲で物体の振動速度
とみなすことができる。これにより物体表面の振動の正
確な計測が可能となる。
【００１４】レーザードップラー振動計では、レーザー
ビームをレンズで絞り込むことにより０．５ｍｍ以下の
微小領域を照射し、この範囲での物体の振動速度を計測
することができる。また、レーザー光源と検出器のユニ
ットを精密移動台にセットし測定装置３１としているの
で、これを移動することで試料表面のすべての点にレー
ザースポットを移動することができ、多数の点での計測
を簡便に行うことができる。
ビームをレンズで絞り込むことにより０．５ｍｍ以下の
微小領域を照射し、この範囲での物体の振動速度を計測
することができる。また、レーザー光源と検出器のユニ
ットを精密移動台にセットし測定装置３１としているの
で、これを移動することで試料表面のすべての点にレー
ザースポットを移動することができ、多数の点での計測
を簡便に行うことができる。
【００１５】図２に示すように、反射シート２０には複
数の再帰性反射物２１が付着しており、レーザー光は入
射方向に反射される。これによって反射物の並進運動に
おける入射光方向の運動速度を計測することができる。
反射物のサイズはは０．１ｍｍ以下であり、弾性波（超
音波）の波長（数ｍｍから数ｃｍ）に比べ十分小さい
が、レーザー光の波長（約６００ｎｍ）に比べると十分
大きい。レーザービームスポットは弾性波の波長に比べ
十分小さいので、ビームスポット内の微小な反射物の並
進運動はスポット内での物体表面の振動とみなすことが
できる。これらの光のドップラーシフトを計測すれば、
反射物のレーザー光方向の運動を計測することができ
る。反射物の並進運動を三方向から測定することにより
物体表面振動の三成分計測は可能となり、Ｓ波計測に利
用できる。このように試料表面に反射シート２０を貼る
ことによって強い反射光を得ることができ、簡便に高精
度の計測を行うことができる。
数の再帰性反射物２１が付着しており、レーザー光は入
射方向に反射される。これによって反射物の並進運動に
おける入射光方向の運動速度を計測することができる。
反射物のサイズはは０．１ｍｍ以下であり、弾性波（超
音波）の波長（数ｍｍから数ｃｍ）に比べ十分小さい
が、レーザー光の波長（約６００ｎｍ）に比べると十分
大きい。レーザービームスポットは弾性波の波長に比べ
十分小さいので、ビームスポット内の微小な反射物の並
進運動はスポット内での物体表面の振動とみなすことが
できる。これらの光のドップラーシフトを計測すれば、
反射物のレーザー光方向の運動を計測することができ
る。反射物の並進運動を三方向から測定することにより
物体表面振動の三成分計測は可能となり、Ｓ波計測に利
用できる。このように試料表面に反射シート２０を貼る
ことによって強い反射光を得ることができ、簡便に高精
度の計測を行うことができる。
【００１６】検出された波形は波形ディジタル記憶装置
４０に入力され、コンピュータ等のデータ処理手段５０
に転送される。図３は波形の重ね合わせの効果を示した
もので、１回の測定では機器が発生する高周波ノイズが
大きく超音波による振動を見分けることができないが、
振動源から同一条件で弾性波を発生して同じ波形を繰り
返し観測し、これらをデジタル化して重ね合わせること
により、ノイズが低くなって微小な弾性波の波形を検出
することができる。
４０に入力され、コンピュータ等のデータ処理手段５０
に転送される。図３は波形の重ね合わせの効果を示した
もので、１回の測定では機器が発生する高周波ノイズが
大きく超音波による振動を見分けることができないが、
振動源から同一条件で弾性波を発生して同じ波形を繰り
返し観測し、これらをデジタル化して重ね合わせること
により、ノイズが低くなって微小な弾性波の波形を検出
することができる。
【００１７】図４に水平成分計測の一例を示す。平面に
対して４５°の入射角を持つ方向からレーザー光を照射
する。レーザー光の入射方向を法線を軸として４５°ず
つ回転すれば、互いに直交する二つの面内における振動
成分を得る。これらの振動成分から、物体表面での振動
成分と面に直交する成分とを求めることができる。物体
表面における二つの振動成分は互いに直交するので、振
動面内における独立な成分となる。波の伝播方向と同一
面での物体表面の振動成分をｘ−成分、ｘ−成分と直交
する物体表面の振動成分をｙ−成分とする。また、物体
表面に直交する成分をｚ成分とする。
対して４５°の入射角を持つ方向からレーザー光を照射
する。レーザー光の入射方向を法線を軸として４５°ず
つ回転すれば、互いに直交する二つの面内における振動
成分を得る。これらの振動成分から、物体表面での振動
成分と面に直交する成分とを求めることができる。物体
表面における二つの振動成分は互いに直交するので、振
動面内における独立な成分となる。波の伝播方向と同一
面での物体表面の振動成分をｘ−成分、ｘ−成分と直交
する物体表面の振動成分をｙ−成分とする。また、物体
表面に直交する成分をｚ成分とする。
【００１８】図５は厚さ８０ｍｍのステンレス鋼を伝播
した波動のｘ−成分、ｙ−成分の例である。波形は振動
源と反対側の面で振動源に正対する点を中心として放射
方向に５ｍｍごとに計測されており、中心での波形が最
上段に、中心からの距離１００ｍｍでの波形が最下段に
示されている。括弧内の数字は観測点での入射角を示
す。時間的に前方に現れているのがＰ波で後方に現れる
のがＳ波である。下段に行くほど振動源から観測点まで
の距離が大きくなっているので、各波動は時間的な遅れ
を生じる。ｘ−成分ではＰ波とＳ波が現れるが、ｙ−成
分では下段でＰ波が弱くなる。これは振動源の放射パタ
ーンによるものである。以上のように超音波領域の高周
波振動による三成分波形記録を微小な領域で精度よく得
ることができる。
した波動のｘ−成分、ｙ−成分の例である。波形は振動
源と反対側の面で振動源に正対する点を中心として放射
方向に５ｍｍごとに計測されており、中心での波形が最
上段に、中心からの距離１００ｍｍでの波形が最下段に
示されている。括弧内の数字は観測点での入射角を示
す。時間的に前方に現れているのがＰ波で後方に現れる
のがＳ波である。下段に行くほど振動源から観測点まで
の距離が大きくなっているので、各波動は時間的な遅れ
を生じる。ｘ−成分ではＰ波とＳ波が現れるが、ｙ−成
分では下段でＰ波が弱くなる。これは振動源の放射パタ
ーンによるものである。以上のように超音波領域の高周
波振動による三成分波形記録を微小な領域で精度よく得
ることができる。
【００１９】図６は同様なモデル実験装置による花崗岩
を伝播する波形の記録であるが、ステンレス鋼での波形
のような単純な波形ではなく複雑な波形となっている。
岩石は複数の鉱物の集合体であり著しい不均質構造を持
つ。波形の乱れは媒質の不均質構造を反映したものであ
る。特にＳ波部分にその影響が大きく、ステンレス鋼で
見られたような振動源と観測点の距離による波形の規則
的な変化が現れない。このように不均質構造はＳ波の波
形を著しく乱すので、Ｓ波探査法開発では野外観測に先
立ち事前に十分な検討を必要とする。このためには不均
質構造をモデル化した模型実験によるのが経済的であ
り、本装置はこの目的のために活用することができる。
を伝播する波形の記録であるが、ステンレス鋼での波形
のような単純な波形ではなく複雑な波形となっている。
岩石は複数の鉱物の集合体であり著しい不均質構造を持
つ。波形の乱れは媒質の不均質構造を反映したものであ
る。特にＳ波部分にその影響が大きく、ステンレス鋼で
見られたような振動源と観測点の距離による波形の規則
的な変化が現れない。このように不均質構造はＳ波の波
形を著しく乱すので、Ｓ波探査法開発では野外観測に先
立ち事前に十分な検討を必要とする。このためには不均
質構造をモデル化した模型実験によるのが経済的であ
り、本装置はこの目的のために活用することができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。
で、次に記載する効果を奏する。
【００２１】本発明の手法は、室内で取り扱える程度の
大きさの物体を用いた「物理モデル」により野外でのＳ
波探査を忠実にモデル化するもので、野外での大がかり
な観測の正確なシミュレーションが可能となる。モデル
実験によってＳ波探査における問題点を野外観測実施前
に検討し、人工震源および観測点の最適配置など、実際
のデータ取得に関する問題や取得された波形の解析手法
の研究をより効果的に行うことができる。したがって、
本装置を用いればＳ波による地下構造探査技術開発のコ
ストパフォーマンスは著しく向上する。
大きさの物体を用いた「物理モデル」により野外でのＳ
波探査を忠実にモデル化するもので、野外での大がかり
な観測の正確なシミュレーションが可能となる。モデル
実験によってＳ波探査における問題点を野外観測実施前
に検討し、人工震源および観測点の最適配置など、実際
のデータ取得に関する問題や取得された波形の解析手法
の研究をより効果的に行うことができる。したがって、
本装置を用いればＳ波による地下構造探査技術開発のコ
ストパフォーマンスは著しく向上する。
【００２２】現実の地下におけるランダムで複雑な地下
構造や構造異方性の及ぼす波動への影響は、高速・大容
量のコンピュータを用いた数値シミュレーションでも現
在なお解決不可能な問題である。本発明は石油、地熱、
金属鉱床、地下水等の探査技術開発に寄与できる。本発
明により、埋没活断層探査、遺跡調査などをモデル化す
ることも可能であり、この方面の技術開発にも寄与する
ことができる。断層運動を模した振動源の構成により、
地震断層近傍の強振動予測の研究に利用することができ
る。さらに、地下構造、表層の凹凸が強振動に及ぼす影
響を実験的に調べることもでき、数１００ｍｍから数１
０ｍの狭い領域で劇的に変化する強振動の原因を研究す
ることが可能となる。
構造や構造異方性の及ぼす波動への影響は、高速・大容
量のコンピュータを用いた数値シミュレーションでも現
在なお解決不可能な問題である。本発明は石油、地熱、
金属鉱床、地下水等の探査技術開発に寄与できる。本発
明により、埋没活断層探査、遺跡調査などをモデル化す
ることも可能であり、この方面の技術開発にも寄与する
ことができる。断層運動を模した振動源の構成により、
地震断層近傍の強振動予測の研究に利用することができ
る。さらに、地下構造、表層の凹凸が強振動に及ぼす影
響を実験的に調べることもでき、数１００ｍｍから数１
０ｍの狭い領域で劇的に変化する強振動の原因を研究す
ることが可能となる。
【図１】本発明に係るモデル実験装置の概略構成図であ
る。
る。
【図２】反射シートの説明図である。
【図３】波形の重ね合わせの効果を説明するためのグラ
フである。
フである。
【図４】水平成分計測法の一例を示す説明図である。
【図５】ステンレスを伝播する波形を示すグラフであ
る。
る。
【図６】花崗岩を伝播する波形を示すグラフである。
１ 試料 １０ パルス発生器 １１ 圧電素子（起振素子） ２０ 反射シート ２１ 再帰性反射物 ３０ レーザードップラー振動計本体 ３１ 測定装置 ４０ 波形ディジタル記憶装置 ５０ データ処理手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000145806 株式会社小野測器 神奈川県横浜市緑区白山一丁目16番１号 (74)上記３名の代理人 弁理士 土井 育郎 (72)発明者 西澤 修 茨城県つくば市東１丁目１番３ 工業技術 院 地質調査所内 (72)発明者 佐藤 隆司 茨城県つくば市東１丁目１番３ 工業技術 院 地質調査所内 (72)発明者 山本 洋 神奈川県横浜市緑区白山１丁目16番１号 株式会社小野測器内
Claims (2)
- 【請求項１】 試料の振動源として微小領域で弾性波を
発生できる起振素子を用い、試料表面の振動を試料表面
に付着した微小な再帰性反射物の並進運動に置き換えて
レーザードップラー振動計により直接計測することによ
り、野外での地震波探査のための観測を実験室規模でシ
ミュレーションすることを特徴とするＳ波地震波探査モ
デル実験方法。 - 【請求項２】 物理モデルとなる試料と、該試料の一方
の面に設置されるＳ波発生用の起振素子と、その他方の
面に設置される微小な再帰性反射物と、該反射物にレー
ザー光を照射するレーザー光源と、弾性波振動による試
料表面の移動速度をドップラーシフト周波数として検出
する検出器と、検出した波形が入力される波形ディジタ
ル記憶装置と、デジタル化された波形値の重ね合わせに
よる超音波領域の微小波動の検出処理を行うデータ処理
手段とを具備したことを特徴とするＳ波地震波探査モデ
ル実験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12668097A JPH10319129A (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | Ｓ波地震波探査モデル実験方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12668097A JPH10319129A (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | Ｓ波地震波探査モデル実験方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10319129A true JPH10319129A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=14941206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12668097A Pending JPH10319129A (ja) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | Ｓ波地震波探査モデル実験方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10319129A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-05-16 JP JP12668097A patent/JPH10319129A/ja active Pending
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| CN111337575B (zh) * | 2020-04-13 | 2022-07-08 | 安徽理工大学 | 一种可变震源形式+能量的震动穿层传播研究试验平台 |
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