技術ニュース79　表面波探査

(Q)

表面波探査とはどんな技術ですか？

(A)

地表を叩くなどしてレイリー波と呼ばれる表面波を発生させ，比較的浅い地下構造を調べる技術です。

(Q)

地下の何が分かるのですか？

(A)

表面波は震源付近の地下構造ではなく、測定地点直下のＳ波速度構造に依存し、データ解析によりＳ波速度構造が求まります。

(Q)

震源地に依存しない表面波とはどのような波ですか？

(A)

自然地震では、震源が浅い地震で発生し、Ｐ波（縦波）、Ｓ波（横波）の次にゆったりとした周期で伝播してきます。Ｐ波やＳ波は実体波と呼ばれ、震源で発生したＰ波、Ｓ波がそのまま地中を伝播していきます。表面波は、地下構造が水平多層構造をしているとき、そこを通過するＰ波、Ｓ波などによって造り出される波動現象です。そのため、地中にトンネルがあると、その直上で表面波の一部が消失しますが、トンネルを通過すると再び出現します。また、震源付近では表面波は発生していません。下図のように、震源から少し離れて出現し、周波数ごとに伝播状況が異なります。

実体波と表面波の伝播イメージ

(Q)

弾性波を用いた探査には屈折法弾性波探査がありますが、表面波探査との適用法の違いは何ですか？

(A)

まず、得られる結果が異なります。表面波探査はＳ波速度構造が得られ、Ｓ波だけですが上図のような詳細な断面が得られます。それに対し、屈折法は震源と受振器を変えれば、Ｐ波、Ｓ波どちらの速度構造も得られますが一般に2層～3層からなる構造しか得られず、しかも遠隔発震も含めた測線長の1/4程度の範囲しか結果が得られません。
　しかし、表面波探査が複雑な地形、急斜面では適用が難しいのに対し、屈折法はかなりの急勾配でも作業可能です。

(Q)

表面波探査の探査深度を教えてください。

(A)

今、一番普及しているカケヤなどを震源とした手法では1ｍ以深、10～15m程度まで、最大で約20mと考えた方が良いでしょう。地盤によって異なります。

表面波探査のデータ取得からデータ処理