[H-TT18] 浅部物理探査が目指す新しい展開

[HTT18-P06] 浅部地盤構造調査における地中レーダの付加的活用

*尾西 恭亮¹、大石 佑輔¹ (1.国立研究開発法人土木研究所)

キーワード：地中レーダ、表面波探査、電気探査

堤防や盛土の管理のための浅部地盤調査において、ボーリングや貫入試験による調査結果の空間的な広がりを把握するために、物理探査が用いられる。浅部地盤調査用の物理探査には、主に表面波探査や電気探査が用いられる。表面波探査は、人力による簡便な起震方法を用いる場合、約10mの探査深度を確保できる。これにより、表層地盤のS波速度分布を測定し、地盤の剛性力の低い箇所を検出することができる。また、電気探査は、標準的な電流送信装置を用いた場合、設置する電極の間隔と展開長を調整することにより、100m程度までの深度域の電気比抵抗の測定を行うことができる。堤防の基礎地盤や盛土内部の状態把握のためには、10～20mまでの深度範囲の地盤情報を必要とすることが多く、表面波探査や電気探査により対象域の深度の地盤情報を得ることができる。

一方、より簡単に利用できる地中レーダ技術の、浅部地盤調査への利用はあまり多くない。地中レーダは、浅部地盤調査以外の、埋設管や空洞のような、開削施工時に障害となる、または地表に変状を発生させる可能性のある地下対象物の調査には多用されているが、地盤や地層の構造調査に用いられることは少ない。これは、地中レーダの探査深度が2～3mと浅く、堤防や盛土を含む多くの地盤調査に対し、探査深度が不足しているためと考えられる。しかし、地中レーダは、他の物理探査では調査が困難な表層付近の地盤の詳細な構造調査を行うことができる。

表面波探査や電気探査は、S波速度や電気比抵抗といった地盤物性の分布情報をもたらす。測定した地盤物性分布を用いて、土質の種類や剛性、透水性分布などの推定が可能であり、土工構造物の管理に有効な地盤内部の状態把握を行うことができ、有用である。しかし、逆解析計算の原理的な制約により、表面波探査や電気探査の示す物性分布の境界付近の推定精度は、周囲よりもやや低下する。このため、地盤構造が明瞭な境界面を有している状況であっても、表面波探査や電気探査が示す物性分布の境界は遷移的な分布を示し不明瞭となる。これに対し、地中レーダは、地盤物性の代わりに構造の境界位置の情報をもたらす。このため、表面波探査や電気探査で判別が困難であった構造境界の存在位置を、より高い精度で把握することができる。調査対象域外の表層2～3m以内の範囲だけであっても、構造境界の存在位置が明らかとなれば、表面波探査や電気探査などの他の物理探査手法が推定する物性分布を元に、調査対象域を含む深度の構造境界の分布を推定することが可能となる。これにより、調査対象とする浅部地盤の内部状態をより高い信頼性を持って把握することができる。

このように、単独で用いると探査深度不足により知りたい情報が得られない地中レーダ探査を、探査深度が十分な表面波探査や電気探査と合わせて活用すると、より高い精度で構造境界の推定情報を入手することができ、地盤内部の推定結果の信頼性が向上する。本報告では、堤防の横断断面調査や谷埋め盛土内部の複合調査事例を紹介し、地中レーダを表面波探査や電気探査の補助手法として用いる付加的な活用方法の有効性を示す。