(57)【要約】【課題】地盤構造の推定における処理負荷を低減する手段を提供する。【解決手段】地表Ｇの発振点Ｘ１、Ｘ２、・・・、Ｘｎにおいて順次、発振具１３により振動を起こし、地表Ｇの水平方向の異なる位置に配置された複数の受振器１１により振動の表面波を受振し、受振した表面波に基づき地盤構造推定装置１５により地盤の領域ＣのＳ波速度構造を推定する。地中の発振点Ｙ１、Ｙ２、・・・、Ｙｍにおいて順次、発振具１４により振動を起こし、地中の鉛直方向の異なる位置に配置された複数の受振器１２により振動のＰ波を受振し、受振したＰ波に基づき地盤構造推定装置１５により地盤の領域ＤのＰ波速度構造を推定する。地盤構造推定装置１５は、Ｐ波速度構造の推定において、領域Ｃを区分して得られる複数のセルの各々のＰ波速度の初期パラメータとして、推定したＳ波速度構造が示すＳ波速度を換算して得られるＰ波速度の推定値を用いる。【選択図】図１
2019167726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向の位置が互いに異なる複数の地表の発振点の各々に関し、当該地表の発振点において振動を起こし、水平方向の位置が互いに異なる複数の地表の受振点の各々において当該振動の表面波を受振する工程と、
鉛直方向の位置が互いに異なる複数の地中の発振点の各々に関し、当該地中の発振点において振動を起こし、前記複数の地中の発振点と水平方向の位置が異なる複数の地中の受振点であって、鉛直方向の位置が互いに異なる複数の地中の受振点の各々において当該振動のＰ波を受振する工程と、
受振した前記表面波に基づき、表面波探査法によって地盤のＳ波速度構造を推定する工程と、
推定した前記Ｓ波速度構造に基づき初期パラメータを設定して、受振した前記Ｐ波に基づき、弾性波トモグラフィ法によって地盤のＰ波速度構造を推定する工程と
を備える地盤構造推定方法。
【請求項２】
推定した前記Ｐ波速度構造に基づき、地盤のせん断弾性係数の分布及びヤング率の分布の少なくとも一方を推定する工程を備える
請求項１に記載の地盤構造推定方法。
【請求項３】
前記Ｐ波を受振する工程において起こされる振動は、構造部材を地盤に貫入させることにより起こされる
請求項１又は２に記載の地盤構造推定方法。
【請求項４】
前記構造部材の地盤への貫入の状態に基づき、地盤の硬さを推定する工程を備える
請求項３に記載の地盤構造推定方法。
【請求項５】
前記構造部材は標準貫入試験用サンプラーであり、前記標準貫入試験用サンプラーを用いた標準貫入試験を行う工程を備える
請求項４に記載の地盤構造推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤構造の推定処理の処理負荷を比較的低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤の探査方法として表面波探査法があるが、地盤が深くなると探査精度が低下するという課題がある。深い地盤の探査が可能な方法として、弾性波トモグラフィがある。特許文献１には、弾性波トモグラフィによる地盤構造の探査方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９８３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の弾性波トモグラフィは、受振波を解析して地盤構造を推定するための処理負荷が大きい。
【０００５】
上記の背景に鑑み、地盤構造の推定における処理負荷を低減する手段を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本発明は、水平方向の位置が互いに異なる複数の地表の発振点の各々に関し、当該地表の発振点において振動を起こし、水平方向の位置が互いに異なる複数の地表の受振点の各々において当該振動の表面波を受振する工程と、鉛直方向の位置が互いに異なる複数の地中の発振点の各々に関し、当該地中の発振点において振動を起こし、前記複数の地中の発振点と水平方向の位置が異なる複数の地中の受振点であって、鉛直方向の位置が互いに異なる複数の地中の受振点の各々において当該振動のＰ波を受振する工程と、受振した前記表面波に基づき、表面波探査法によって地盤のＳ波速度構造を推定する工程と、推定した前記Ｓ波速度構造に基づき初期パラメータを設定して、受振した前記Ｐ波に基づき、弾性波トモグラフィ法によって地盤のＰ波速度構造を推定する工程とを備える地盤構造推定方法を第１の態様として提供する。
【０００７】
第１の態様の地盤構造推定方法によれば、地盤構造の推定における処理負荷が低減される。
【０００８】
第１の態様の地盤構造推定方法において、推定した前記Ｐ波速度構造に基づき、地盤のせん断弾性係数の分布及びヤング率の分布の少なくとも一方を推定する工程を備える、という構成が第２の態様として採用されてもよい。
【０００９】
第２の態様の地盤構造推定方法によれば、より詳細な地盤構造の推定が行われる。
【００１０】
第１又は第２の態様の地盤構造推定方法において、前記Ｐ波を受振する工程において起こされる振動は、構造部材を地盤に貫入させることにより起こされる、という構成が第３の態様として採用されてもよい。
【００１１】
第３の態様の地盤構造推定方法によれば、構造部材を地盤に貫入させる作業に伴い、地盤構造の推定が行われる。
【００１２】
第３の態様の地盤構造推定方法において、前記構造部材の地盤への貫入の状態に基づき、地盤の硬さを推定する工程を備える、という構成が第４の態様として採用されてもよい。
【００１３】
第４の態様の地盤構造推定方法によれば、構造部材を地盤に貫入させる作業に伴い、より詳細な地盤構造の推定が行われる。
【００１４】
第４の態様の地盤構造推定方法において、前記構造部材は標準貫入試験用サンプラーであり、前記標準貫入試験用サンプラーを用いた標準貫入試験を行う工程を備える、という構成が第５の態様として採用されてもよい。
【００１５】
第５の態様の地盤構造推定方法によれば、標準貫入試験に伴い、地盤構造の推定が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係る地盤構造推定システムの構成及び配置を示した図。
【図２】一実施形態に係る地盤構造推定装置の機能構成を示した図。
【図３】一実施形態に係る地盤構造推定方法の手順を例示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施形態］
以下に本発明の一実施形態に係る地盤構造推定方法を説明する。図１は、一実施形態に係る地盤構造推定方法を実施するために用いられる地盤構造推定システム１の構成及び配置を示した図である。
【００１８】
地盤構造推定システム１は、まず、水平方向の位置が互いに異なる地表Ｇの点Ａと点Ｂの間において、水平方向の位置が互いに異なる複数の地表Ｇの受振点に各々配置された複数の受振器１１を備える。なお、点Ａと点Ｂの距離は３０〜５０メートル程度が望ましいが、これに限られない。
【００１９】
受振器１１は、後述する発振具１３により地表Ｇの発振点において起こされた振動を受振する。より具体的には、受振器１１は、受振した振動の大きさを継続的に計測し、計測結果を表すデータを継続的に出力する。受振器１１から継続的に出力されるデータは振動の大きさの経時変化、すなわち波形を表す波形データとして地盤構造推定装置１５（後述）に記憶される。受振器１１としては、地表Ｇが露出していれば地上受振器（ジオフォン）が用いられ、地表Ｇが水中であれば水中受振器（ハイドロフォン）が用いられる。なお、複数の受振器１１は、例えば水平方向に１〜２メートル程度の一定間隔で配置されることが望ましいが、複数の受振器１１の各々の位置が既知である限り、受振器１１の間隔は問わない。
【００２０】
また、地盤構造推定システム１は、地表Ｇの点Ｂから下方に向かい延伸する掘削孔９内、すなわち地中の、鉛直方向の位置が互いに異なる複数の受振点に各々配置された複数の受振器１２を備える。受振器１２は、後述する発振具１４により地中の発振点において起こされた振動を受振する。より具体的には、受振器１２は、受振した振動の大きさを継続的に計測し、計測結果を示すデータを出力する。受振器１２から継続的に出力されるデータは振動の大きさの経時変化、すなわち波形を表す波形データとして地盤構造推定装置１５（後述）に記憶される。受振器１２としては、水中受振器（ハイドロフォン）が用いられる。なお、複数の受振器１２は、例えば鉛直方向に１〜２メートル程度の一定間隔で配置されることが望ましいが、複数の受振器１２の各々の位置が既知である限り、受振器１２の間隔は問わない。
【００２１】
また、地盤構造推定システム１は、地表Ｇの発振点において振動を起こす発振具１３を備える。発振具１３としては、例えばカケヤが用いられるが、地表Ｇにおいて振動を起こすことができる限り、発振具１３はどのような器具又は装置であってもよい。発振具１３は振動を起こしたタイミングで発振通知データを出力する機能を有する。
【００２２】
また、地盤構造推定システム１は、点Ａの下方に位置する地中の発振点において振動を起こす発振具１４を備える。発振具１４としては、例えば圧電振動板により振動を起こす発振装置が用いられるが、地中において振動を起こすことができる限り、発振具１４はどのような器具又は装置であってもよい。発振具１４は振動を起こしたタイミングで発振通知データを出力する機能を有する。
【００２３】
また、地盤構造推定システム１は、受振器１１及び受振器１２が受振した振動に基づき地盤構造を推定する地盤構造推定装置１５を備える。地盤構造推定装置１５は、例えばコンピュータが本実施形態に係るプログラムに従う処理を行うことにより実現されるが、それに代えて、地盤構造推定装置１５が専用装置として構成されてもよい。
【００２４】
図２は、地盤構造推定装置１５の機能構成を示した図である。地盤構造推定装置１５は、まず、各種データを記憶する記憶手段１５０と、現在の時刻を継続的に計測する計時手段１５１を備える。
【００２５】
また、地盤構造推定装置１５は、発振具１３及び発振具１４の各々から、それらの発振具が振動を起こしたタイミングで出力される発振通知データを取得する発振通知データ取得手段１５２を備える。発振通知データ取得手段１５２が取得する発振通知データには、当該発振通知データを出力した発振具を識別する識別データが伴っている。発振通知データ取得手段１５２は、発振通知データを取得すると、取得した時点の現在時刻を示す時刻データを計時手段１５１から取得し、発振通知データに時刻データを対応付けて、記憶手段１５０に記憶させる。
【００２６】
また、地盤構造推定装置１５は、複数の受振器１１及び複数の受振器１２の各々から、それらの受振器が受振した振動の大きさを示すデータを継続的に取得する波形データ取得手段１５３を備える。波形データ取得手段１５３が取得するデータには、当該データを出力した受振器を識別する識別データが伴っている。波形データ取得手段１５３は、受振器１１又は受振器１２からデータを取得すると、取得した時点の現在時刻を示す時刻データを計時手段１５１から取得し、受振器１１又は受振器１２から取得したデータに時刻データを対応付けて、記憶手段１５０に記憶させる。波形データ取得手段１５３が同じ受振器１１又は受振器１２から継続的に取得し記憶手段１５０に記憶されるデータは、振動の大きさの経時変化、すなわち波形を表す波形データとなる。
【００２７】
また、地盤構造推定装置１５は、記憶手段１５０に記憶されているデータのうち、発振通知データ取得手段１５２が発振具１３から取得した発振通知データ及び当該発振通知データに対応付けて記憶されている時刻データと、波形データ取得手段１５３が受振器１１から取得した波形データを用いて、地盤のＳ波速度構造を推定するＳ波速度構造推定手段１５４を備える。
【００２８】
なお、一般に地盤中を伝播する振動の表面波の伝播速度は、当該振動のＳ波の伝播速度の０．９倍乃至０．９５倍である。Ｓ波速度構造推定手段１５４は、この表面波とＳ波の伝播速度の関係を用いて、波形データが表す表面波の周波数に応じた伝播速度をＳ波の伝播速度に換算し、地盤のＳ波速度構造を推定する。
【００２９】
Ｓ波速度構造推定手段１５４は、推定した地盤のＳ波速度構造を表すＳ波速度構造データを記憶手段１５０に記憶させる。
【００３０】
また、地盤構造推定装置１５は、記憶手段１５０に記憶されているデータのうち、発振通知データ取得手段１５２が発振具１４から取得した発振通知データ及び当該発振通知データに対応付けて記憶されている時刻データと、波形データ取得手段１５３が受振器１２から取得した一連の波形データ及び当該波形データに対応付けて記憶されている時刻データと、Ｓ波速度構造データを用いて、地盤のＰ波速度構造を推定するＰ波速度構造推定手段１５５を備える。Ｐ波速度構造推定手段１５５は、推定した地盤のＰ波速度構造を表すＰ波速度構造データを記憶手段１５０に記憶させる。
【００３１】
また、地盤構造推定装置１５は、記憶手段１５０に記憶されているデータのうち、Ｓ波速度構造データとＰ波速度構造データを用いて、地盤のヤング率の分布を推定するヤング率分布推定手段１５６を備える。ヤング率分布推定手段１５６は、推定した地盤のヤング率の分布を表すヤング率分布データを記憶手段１５０に記憶させる。
【００３２】
また、地盤構造推定装置１５は、記憶手段１５０に記憶されているデータのうち、Ｓ波速度構造データとＰ波速度構造データを用いて、地盤のせん断弾性係数の分布を推定するせん断弾性係数分布推定手段１５７を備える。せん断弾性係数分布推定手段１５７は、推定した地盤のせん断弾性係数の分布を表すせん断弾性係数分布データを記憶手段１５０に記憶させる。
【００３３】
続いて、地盤構造推定システム１を用いて実施される、本実施形態に係る地盤構造推定方法（以下、「地盤構造推定方法Ｍ」という）を説明する。
【００３４】
地盤構造推定方法Ｍは、大きく以下の工程を備える。
【００３５】
（工程Ｐ１）点Ａと点Ｂの間において、水平方向の位置が互いに異なる複数の地表Ｇの発振点の各々において発振具１３により振動を起こし、当該振動の表面波を複数の受振器１１により受振する工程。
【００３６】
（工程Ｐ２）複数の受振器１１により受振した表面波に基づき、地盤構造推定装置１５のＳ波速度構造推定手段１５４が地盤のＳ波速度構造を推定する工程。
【００３７】
（工程Ｐ３）点Ａの下方において、鉛直方向の位置が互いに異なる複数の地中の発振点の各々に関し、当該発振点において発振具１４により振動を起こし、当該振動のＰ波を複数の受振器１２により受振する工程。
【００３８】
（工程Ｐ４）推定したＳ波速度構造と、受振したＰ波に基づき、地盤構造推定装置１５のＰ波速度構造推定手段１５５が地盤のＰ波速度構造を推定する工程。
【００３９】
（工程Ｐ５）推定したＰ波速度構造に基づき、地盤構造推定装置１５のヤング率分布推定手段１５６が地盤のヤング率の分布を推定する工程。
【００４０】
（工程Ｐ６）推定したＰ波速度構造に基づき、地盤構造推定装置１５のせん断弾性係数分布推定手段１５７が地盤のせん断弾性係数の分布を推定する工程。
【００４１】
なお、上記の工程Ｐ５及び工程Ｐ６の順序は問わない。
【００４２】
図３は、上記の工程を含む地盤構造推定方法Ｍの手順の一例を示した図である。
【００４３】
まず、作業者は、地表Ｇの点Ａと点Ｂの間に設定された、水平方向の位置が互いに異なる複数の発振点、すなわち、発振点Ｘ１、Ｘ２、・・・、Ｘｎ（ただし、ｎは任意の自然数）（以下、発振点Ｘ１、Ｘ２、・・・、Ｘｎを「発振点Ｘ」と総称する）のうち、１番目の発振点Ｘ、すなわち発振点Ｘ１において、発振具１３を用いて振動を起こす（ステップＳ１０１）。なお、複数の発振点Ｘは、例えば水平方向に１〜２メートル程度の一定間隔で配置されることが望ましいが、複数の発振点Ｘの各々の位置が既知である限り、発振点Ｘの間隔は問わない。
【００４４】
ステップＳ１０１において、地盤構造推定装置１５の記憶手段１５０には、発振点Ｘ１において振動が起こされた時刻を示す時刻データが記憶される。
【００４５】
複数の受振器１１の各々は、ステップＳ１０１において起こされ、地盤中を伝播した振動の表面波を受振する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２において、地盤構造推定装置１５の記憶手段１５０には、複数の受振器１１の各々に関し、当該受振器１１が受振した表面波の波形を表す波形データが記憶される。
【００４６】
続いて、作業者は、次の発振点Ｘ（以下、「発振点Ｘｉ」（ただし、ｉは２以上ｎ以下の自然数）とする）において、ステップＳ１０１と同様に、発振具１３を用いて振動を起こす（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において、地盤構造推定装置１５の記憶手段１５０には、発振点Ｘｉにおいて振動が起こされた時刻を示す時刻データが記憶される。
【００４７】
複数の受振器１１の各々は、ステップＳ１０３において起こされ、地盤中を伝播した振動の表面波を受振する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４において、地盤構造推定装置１５の記憶手段１５０には、複数の受振器１１の各々に関し、当該受振器１１が受振した表面波の波形を表す波形データが記憶される。
【００４８】
作業者は、さらに次の発振点Ｘがある場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、その発振点Ｘに関し、ステップＳ１０３の作業を繰り返す。その結果、地盤構造推定装置１５の記憶手段１５０には、新たな発振点Ｘｉにおいて振動が起こされた時刻を示す時刻データと、当該振動に関し複数の受振器１１の各々が受振した表面波の波形を表す波形データが記憶される。
【００４９】
一方、作業者は、さらに次の発振点Ｘがない場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、発振具１３を用いて振動を起こす作業を終了し、地表Ｇの点Ａから下方に延伸するように予め設けられている掘削孔８の中に設定された、鉛直方向の位置が互いに異なる複数の発振点、すなわち、発振点Ｙ１、Ｙ２、・・・、Ｙｍ（ただし、ｍは任意の自然数）（以下、発振点Ｙ１、Ｙ２、・・・、Ｙｍを「発振点Ｙ」と総称する）のうち、１番目の発振点Ｙ、すなわち発振点Ｙ１において、発振具１４を用いて振動を起こす（ステップＳ２０１）。なお、複数の発振点Ｙは、例えば鉛直方向に１〜２メートル程度の一定間隔で配置されることが望ましいが、複数の発振点Ｙの各々の位置が既知である限り、発振点Ｙの間隔は問わない。
【００５０】
ステップＳ２０１において、地盤構造推定装置１５の記憶手段１５０には、発振点Ｙ１において振動が起こされた時刻を示す時刻データが記憶される。
【００５１】
複数の受振器１２の各々は、ステップＳ２０１において起こされ、地盤中を伝播した振動のＰ波を受振する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２において、地盤構造推定装置１５の記憶手段１５０には、複数の受振器１２の各々に関し、当該受振器１２が受振したＰ波の波形を表す波形データが記憶される。
【００５２】
続いて、作業者は、次の発振点Ｙ（以下、「発振点Ｙｊ」（ただし、ｊは２以上ｍ以下の自然数）とする）において、ステップＳ２０１と同様に、発振具１４を用いて振動を起こす（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３において、地盤構造推定装置１５の記憶手段１５０には、発振点Ｙｊにおいて振動が起こされた時刻を示す時刻データが記憶される。
【００５３】
複数の受振器１２の各々は、ステップＳ２０３において起こされ、地盤中を伝播した振動のＰ波を受振する（ステップＳ２０４）。ステップＳ２０４において、地盤構造推定装置１５の記憶手段１５０には、複数の受振器１２の各々に関し、当該受振器１２が受振したＰ波の波形を表す波形データが記憶される。
【００５４】
作業者は、さらに次の発振点Ｙがある場合（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、その発振点Ｙに関し、ステップＳ２０３の作業を繰り返す。その結果、地盤構造推定装置１５の記憶手段１５０には、新たな発振点Ｙｊにおいて振動が起こされた時刻を示す時刻データと、当該振動に関し複数の受振器１２の各々が受振したＰ波の波形を表す波形データが記憶される。
【００５５】
一方、作業者は、さらに次の発振点Ｙがない場合（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、地盤構造推定装置１５に対しＳ波速度構造の推定を指示する。この指示に応じて、地盤構造推定装置１５のＳ波速度構造推定手段１５４は、記憶手段１５０に記憶されている時刻データが示す複数の発振点Ｘの各々における振動の発振時刻と、それらの振動の各々に応じた波形データが表す、複数の受振器１１の各々により受振された表面波に基づき、地盤の浅い部分（例えば、地表Ｇから深さ１５メートル程度の位置までの部分、図１の領域Ｃ）のＳ波速度構造を推定する（ステップＳ３０１）。
【００５６】
なお、ステップＳ３０１においてＳ波速度構造推定手段１５４が行うＳ波速度構造の推定は、既知の表面波探査法に従うため、その説明を省略する。
【００５７】
ステップＳ３０１において、地盤構造推定装置１５の記憶手段１５０には、推定されたＳ波速度構造を表すＳ波速度構造データが記憶される。
【００５８】
続いて、作業者は、発振具１４を用いて振動を起こす作業を終了し、地盤構造推定装置１５に対しＰ波速度構造の推定を指示する。この指示に応じて、地盤構造推定装置１５のＰ波速度構造推定手段１５５は、まず、記憶手段１５０に記憶されているＳ波速度構造データが表す地盤の領域ＣにおけるＳ波速度構造から、地盤の領域Ｃと領域Ｃより深い部分（例えば、地表Ｇから深さ３０〜５０メートル程度の位置までの部分、図１の領域Ｄ）のＰ波速度構造を弾性波トモグラフィ法に従い推定するための初期パラメータを設定する（ステップＳ３０２）。
【００５９】
一般に地盤中を伝播する振動のＳ波の伝播速度とＰ波の伝播速度の間には、概ね以下の式１に表される関係が成立することが知られている。
【数１】
2019167726.tif 000003
ただし、ＶpはＰ波の伝播速度、ＶsはＳ波の伝播速度、νは地盤のポアソン比である。
【００６０】
また、地盤のポアソン比は、一般に０．２〜０．４程度の値をとる。従って、Ｐ波速度構造推定手段１５５は、ステップＳ３０２において、例えばν＝０．３と仮定して式１に従い、領域Ｃを構成する複数のセルの各々のＰ波の伝播速度を、Ｓ波速度構造推定手段１５４により推定された当該セルのＳ波の伝播速度に基づき算出し、算出したＰ波の伝播速度の推定値を、当該セルの初期パラメータとして設定する。なお、本願において「セル」とは、弾性波トモグラフィ法により地盤のＰ波速度構造の推定を行う対象領域を複数に区分して得られる部分領域を意味する。なお、各セルにおいて、Ｐ波の速度は同じであるとみなされる。
【００６１】
また、Ｐ波速度構造推定手段１５５は、ステップＳ３０２において、領域Ｄの領域Ｃ以外の部分を構成する複数のセルの各々に、例えば当該セルの直上の領域Ｃ内のセルのうち最も深いセルに設定した初期パラメータと同じ初期パラメータを設定する。この例は、領域Ｄの領域Ｃ以外の部分のＰ波速度構造が領域Ｃの下端部分のＰ波速度構造と同じである、と仮定して、領域Ｄの領域Ｃ以外の部分のセルの初期パラメータを設定する例であるが、例えば所定の既定値をそれらのセルの初期パラメータとしてもよい。
【００６２】
続いて、Ｐ波速度構造推定手段１５５は、記憶手段１５０に記憶されている時刻データが示す複数の発振点Ｙの各々における振動の発振時刻と、それらの振動の各々に応じた波形データが表す、複数の受振器１２の各々により受振されたＰ波に基づき、ステップＳ３０２において設定した初期パラメータを用いて、地盤の領域Ｄ（図１）のＰ波速度構造を推定する（ステップＳ３０３）。
【００６３】
なお、ステップＳ３０３においてＰ波速度構造推定手段１５５が行うＰ波速度構造の推定は、既知の弾性波トモグラフィ法に従うため、その説明を省略する。
【００６４】
ステップＳ３０３において、地盤構造推定装置１５の記憶手段１５０には、推定されたＰ波速度構造を表すＰ波速度構造データが記憶される。
【００６５】
続いて、地盤構造推定装置１５のヤング率分布推定手段１５６は、例えば以下の式２に従い、領域Ｄのヤング率の分布、すなわち、領域Ｄの各セルのヤング率を推定する（ステップＳ３０４）。
【数２】
2019167726.tif 000004
ただし、Ｅはヤング率、νは地盤のポアソン比、ρは地盤の密度、ＶpはＰ波の伝播速度である。ヤング率分布推定手段１５６は、νの値として例えば０．３を用い、ρの値として例えば２．０（ｇ／ｃｍ3）を用い、ＶpとしてステップＳ３０３において推定されたＰ波の伝播速度を用いる。ここで、ρ＝２．０（ｇ／ｃｍ3）は一般的な地盤の密度であるが、これに代えて、例えば領域Ｄの土のサンプルから計測した密度がρとして用いられてもよい。
【００６６】
ステップＳ３０４において、地盤構造推定装置１５の記憶手段１５０には、推定されたヤング率の分布を表すヤング率分布データが記憶される。
【００６７】
続いて、地盤構造推定装置１５のせん断弾性係数分布推定手段１５７は、以下の式３に従い、領域Ｄのせん断弾性係数の分布、すなわち、領域Ｄの各セルのせん断弾性係数を推定する（ステップＳ３０５）。
【数３】
2019167726.tif 000005
ただし、Ｇはせん断弾性係数、νは地盤のポアソン比、Ｅはヤング率である。せん断弾性係数分布推定手段１５７は、νの値として例えば０．３を用い、ＥとしてステップＳ３０４において推定されたヤング率を用いる。
【００６８】
ステップＳ３０５において、地盤構造推定装置１５の記憶手段１５０には、推定されたせん断弾性係数の分布を表すせん断弾性係数分布データが記憶される。
【００６９】
上記のように地盤構造推定装置１５の記憶手段１５０に記憶されたＰ波速度構造データ、ヤング率分布データ、せん断弾性係数分布データは、地盤の領域Ｄの特性をセル毎に示す。地盤構造推定方法Ｍによれば、表面波探査法により推定されたＳ波速度構造に基づき推定されたＰ波の伝播速度が、弾性波トモグラフィ法によるＰ波速度構造の推定において初期パラメータとして用いられる。そのため、弾性波トモグラフィ法によるＰ波速度構造の推定における初期パラメータとして、例えば所定の既定値が用いられる場合と比較し、各セルのＰ波の伝播速度が容易に特定される。その結果、地盤のＰ波速度構造の推定に要する処理負荷が大幅に低減される。
【００７０】
［変形例］
上述の実施形態は様々に変形され得る。以下に、それらの変形の例を示す。なお、以下に示す２以上の変形例が適宜組み合わされてもよい。
【００７１】
上述の実施形態においては、予め点Ａから下方に延伸するように掘削孔８が設けられており、掘削孔８内の発振点Ｙに配置された発振具１４により発振が行われる。これに代えて、掘削孔８が設けられていない状態の地表Ｇの点Ａから発振具１４を地盤に貫入させながら、発振具１４が複数の発振点Ｙの各々に達する毎に発振具１４に発振を行わせてもよい。
【００７２】
発振具１４が打撃に耐え得る構造部材（平鋼、山形鋼、Ｉ形鋼等）であれば、発振具１４が打撃により地盤に貫入されてもよい。この場合、発振具１４がＰ波を受振する工程において起こされる振動は、発振具１４を地盤に貫入させることにより起こされてもよい。
【００７３】
発振具１４として、地盤調査を主目的としない地盤へ貫入される構造部材が採用されてもよい。そのような構造部材としては、鋼管杭、ＰＨＣ杭、鋼管矢板等が例示される。この場合、これらの構造部材が油圧ハンマーやディーゼルハンマー等で地盤に貫入される時に、Ｐ波速度構造の推定に用いられる振動が起こされる。
【００７４】
地盤構造推定方法Ｍが、発振具１４（構造部材の一例）の地盤への貫入の状態に基づき、地盤の硬さを推定する工程を備えてもよい。この場合、点Ａから下方に延伸する領域の地盤の硬さに関する正解値の獲得と、領域ＤのＰ波速度構造の推定が同時に行われる。
【００７５】
上記の地盤の硬さを推定する工程において、発振具１４（構造部材）として標準貫入試験用サンプラーを用いて標準貫入試験が行われてもよい。この場合、標準貫入試験において標準貫入試験用サンプラーが地盤に貫入される際に標準貫入試験用サンプラーによって地盤内に振動が起こされる。標準貫入試験に代えて、ラムサウンディング試験、動的コーン貫入試験、ピエゾドライブコーン試験（液状化ポテンシャルサウンディング試験）等の他の試験が採用されてもよい。例えば、ピエゾドライブコーン試験が採用される場合、地盤の硬さに加え、土質に関する情報も得られる。これらの試験により得られた情報（地盤の硬さ等）が、Ｐ波速度構造の推定に用いられてもよい。
【００７６】
上述の実施形態においては、Ｓ波速度構造の推定に用いられる振動は、発振具１３により起こされる。これに代えて、Ｓ波速度構造推定手段１５４が、地盤の常時微動を用いてＳ波速度構造を推定してもよい。
【００７７】
上述の実施形態において用いられる数式は一例であって、それらと異なる数式が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１…地盤構造推定システム、８…掘削孔、９…掘削孔、１１…受振器、１２…受振器、１３…発振具、１４…発振具、１５…地盤構造推定装置、１５０…記憶手段、１５１…計時手段、１５２…発振通知データ取得手段、１５３…波形データ取得手段、１５４…Ｓ波速度構造推定手段、１５５…Ｐ波速度構造推定手段、１５６…ヤング率分布推定手段、１５７…せん断弾性係数分布推定手段。
【図１】
2019167726.tif 000006
【図２】
2019167726.tif 000007
【図３】
2019167726.tif 000008