社団法人 物理探査学会
第138回(平成30年度春季)学術講演会


アレー地震計を用いた降雨による浅層の時間変化の観測

講演要旨(和文)
構造物の時間変化を評価するための弾性波によるタイムラプス法の適用を検討している。道路や堤防では構造物の寿命に影響する物性の時間変化は弾性波速度から分かる。テストフィールドにおいて23mmの降雨の前後で表層のタイムラプス測定を行った。100mの測線で光ファイバーと1m間隔の4.5Hzの鉛直型ジオフォンを設置し、Mini-Vibによる水平加振(日中30分おき)を観測した。光ファイバーはDAS(分布型音響センサー)として用いた。a) 降雨前の2セット、b) 降雨後の2セット、c) 降雨前後の2セットの波形、位相、走時を比較した。aとbの比較では変化は非常に小さかったが、降雨前後で明瞭な時間変化が見られた。降雨の影響により、実体波では最大1ミリ秒走時が進み、レイリー波では15ミリ秒(約1%)走時が遅れた。この違いは実体波と表面波の伝播経路の違いで説明できる。 )

講演要旨(英文)
To evaluate the temporal change in the infrastructures, we have applied the time-lapse method. In road and/or embankment, the temporal change of physical properties affecting the life of constructions can be seen by seismic velocities change. We measured the time lapse of near-surface layer before and after the 23 mm rainfall in the test field. We used 100-m optical fibers and 4.5-Hz vertical geophones on the ground at every meter along 100-m line and a Mini-Vib with horizontal vibration. We ran the Mini-Vib every 30 min during daytime. The optical fibers were used as acoustic sensors as DAS. We compared two sets of waveforms, phases and travel times in a) both before the rain, b) both after the rain and c) before and after the rain. The direct comparison in each of a) and b) shows extremely small changes. The largest change was brought by precipitation. The before-and-after comparison revealed clear temporal change in waveforms, phases and travel times. The precipitation effects on body waves and Rayleigh wave were 1 ms faster at most and 15 ms (~1%) slower than ones before the rain, respectively. This discrepancy between body waves and surface wave can be explained by the different paths.