社団法人 物理探査学会
第129回(平成25年度秋季)学術講演会


未固結砂泥混合媒体の凍結過程における超音波伝播実験 -データ解析-

講演要旨(和文)
我々はミクロスケールでの固体-液体共存系が弾性波減衰現象に及ぼす影響とその周波数依存性を室内実験により実証し、その減衰メカニズムを解明することを目的とした一連の研究を実施してきている。試料として、塩水を凍結する過程で生成される固液共存系を使用し、その試料における超音波伝播の減衰特性を解明することに焦点をあてている。これまで、砂粒、氷、不凍塩水の3相からなる固液共存系における超音波伝播測定を行ってきたが、ここではさらに粘土粒子としてベントナイトを加えた4相からなる固液共存系での伝播特性を測定する。粘土粒子の含有量を変化させて測定することを考えているが、今回は砂粒と粘土粒子を重量%で50%−50%での混合物を塩水で飽和して測定した。その結果、粘土粒子を混入させた場合の方に減衰値が大きくなることを確認した。このような減衰現象を説明できる岩石物理モデルの検討を行うことを予定している。

講演要旨(英文)
Seismic attenuation is a highly variable physical parameter that depends on confining pressure, porosity, degree of fluid saturation, and variations in fluid properties such as elastic modulus, viscosity, and polarity. In our previous paper, we used partially frozen brine grown in unconsolidated sands as a solid-liquid coexistence system to investigate seismic attenuation phenomena. This paper is concerned with the effect of clay contents on attenuation at ultrasonic frequencies. We observed the variations of a transmitted wave, changing its clay contents and quantitatively estimated attenuation for unconsolidated porous material saturated with brine by considering different distances between the source and receiver transducers. The waveform analyses for P-waves indicate that the attenuation increases with increasing clay contents. In order to elucidate the physical mechanism responsible for ultrasonic wave attenuation measured at different clay contents, we employ a poroelastic model to describe the propagation of ultrasonic waves through partially frozen brines.