岩盤不連続面の弾性波伝播特性に関する基礎的研究

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ジオトモグラフィー手法を用いた地盤調査技術は,石油・石炭などエネルギー資源探査の分野で用いられ,近年土木の分野においても,トンネル切羽前方や地下発電所建設予定地等の地質調査,ダム基礎におけるグラウト効果の判定等に用いられている。しかし,弾性波を用いたジオトモグラフィー法では,初期走時を用いた速度解析が主流であり,対象領域の弾性速度分布状況の把握は行えるが,力学定数との関連付けは未だ十分ではない。特に,不連続性岩盤の力学的挙動を支配する不連続面の分布状況およびその力学特性を定量的に評価することに関しては,現状のジオトモグラフィー技術では不十分であると考える。弾性波ジオトモグラフィー解析より得られた結果から,不連続面の分布特性および力学的特性を把握するには,様々な条件下での岩盤不連続面を透過する弾性波の伝播特性を把握する必要があると考える。本研究では,不運続面を含む供試体を一軸およびせん断状態下にし,弾性波を透過し,不連続面の状態が弾性波伝播挙動に与える影響を調べた。一軸状態では,不連続面の頻度,充填物の有無,ラフネスをパラメータとし,その各々に関して,拘束圧を変化させて実験を行った。一軸状態では,不連続面の併合課程を模擬するもので,いずれの条件においても,弾性波速度より弾性波の振幅減衰が鋭敏に反応することが確認できた。また,せん断状態は,不連続面の開口を模擬するもので,凹凸の破壊により接触面積が増加し,透過波の振幅の影響がでることが確認できた。