全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【CO130】

岩盤斜面の緩み領域の推定を目的とした、弾性波探査結果とボーリング調査結果との整合について
大日本ダイヤコンサルタント株式会社

1. はじめに〇小玉聡、遠藤 理

釈精度を向上させた。

岩盤斜面の緩み状況を把握することを目的として、初①

解析1：深いほど速度増加すると仮定した一般的なめに弾性波探査により斜面の速度分布を求め、斜面の緩み領域を推定した。推定した緩み領域に対して、ボーリ方法②

解析2：深いほど速度増加すると仮定しない方法（速ング調査を計画し、ボーリングコア状況及びボアホール度逆転層の有無を検討）

カメラの観察結果と速度分布を比較した。その結果、弾

デジタル
波形記録

性波探査で推定された岩盤斜面の緩み領域とボーリングコアの状況やボアホールカメラ解析結果は概ね整合が見

受振点

パス経路

起震点

セル

↓
パソコン画面上での初動読み取りられた。

↓接点

走時曲線の作成↓2. 弾性波探査
弾性波速度は地層の硬軟、風化・変質の状況、割れ目

ハギトリ法による最下速度層の決定↓の発達状況、断層の有無により変化する。その速度値は、初期モデルの決定
ミラージ構造良く固結した岩盤で高いが、風化が進み土砂化が進んだ↓岩盤では低くなる。本調査では、屈折法の原理を利用しSIRT法による速度値の修正

弾性波探査を行った。原理は人工的に発生させた地震動のうち、縦波（P 波）や横波（S 波）が直接または異地層

ΔＳj=∑（Ｔi ・ｌij・Ｓj／Ｔi ）／∑ｌij ・・・式-1
ΔＳj=∑（Ｔi ・ｌij・Ｓj／Ｔi ）／∑ｌij ・・・式-1

ここで、Ｓj ：ｊ番目のセルのスローネス
ｌij ：ｉ番目の波線がｊ番目のセルを通過する長さ↓

Ｔi ：ｉ番目の波線の全ての残差

トモグラムの完成（速度分布図）間で屈折して地層中を伝わっていく状況を地表で観測

Ｔi ：ｉ番目の波線の理論走時

図-1 トモグラフィ法の解析手順

し、それを基にして地下の地質状況を調査した。表-1に弾性波探査の諸元を示す。
表-1 弾性波探査の諸元
起震方法

ハンマー打撃データ取得方法

スタッキング法

受振点間隔

2～5m

4. 緩み領域の推定
P 波速度の全国的な統計資料の平均値を表-2に示す。弾
性波探査および解析で得られた速度分布図を図-2に示す。
160-27585

受振器
解析ソフト

585

固有周波:2Hz 型
高精度屈折法地震探査探査

P 波速度（km/sec）

580

580

575

575

570

570

565

565

560

560

高550

550545(m)545

弾性波探査の解析は、図-1に示す SIRT 法に基づくトモ

540

540

グラフィ法を適用した。
トモグラフィ法の初期モデルは、

535535

530

530

525

525

走時曲線からハギトリ法で求めたハギトリ曲線の見掛け速度値を参考にした。セルサイズは、水平方向が受振点

520

P波速度0.802.82.61.002.82.82.4

1.00

26-31.5

2.2
2.0

1.20

1.2

2.0
2.0

1.8
1.6

1.40

1.4

1.4

1.20.6

0.60

1.0
0.8
0.6

1.8
00.4

1.8

520

0 0 5

間隔の水平2～5m 以下、深度方向は地表から深度約10～

3.0

0.80

標555 555

3. 弾性波探査の解析

0.4

0.40

51010 1515 2020 2525 3030 3535 4040 4545 5050 5555 6060
距 離 程(m)(km/sec)

縮尺＝1/50030m の層厚を15区分に設定した。SIRT 法は、速度構造モ

図-2 速度分布図

デルを複数の四辺形（セル）に近似し、各セル内の速度速度構造は、深いほど徐々に速度増加する速度漸移帯を一定と仮定した上で、j 番目のセルのスローネスの修が尾根で厚く、谷で薄くなる風化帯のパターンや逆に低正量（ΔSj）を、式-1で繰り返し修正しながら、実測値速度層が斜面下で厚くなる崩壊土砂等が反映された。深（走時）と整合する最適な速度モデルを推定する方法であ部の高速度層は、表-2に示す平均速度と比較し同等以下る。また、解析は走時曲線をハギトリ法で検討し、速度のため、風化岩～弱風化岩に相当する。露岩地で崖錐堆断面をトモグラフィ（的）法で求めた。このトモグラフ

積物や空気の速度（≒0.34km/s）まで速度低下した箇所

ィ法は、受振・起振点が地表だけでも、急崖地では立体は、浮石状で角礫状に剥離した箇所となっている。以上的な測定になるため、適用性が高い。この利点を生かし、の解釈から、地山は下記のように大別され、緩み領域は下記の2つの条件でそれぞれ行い、比較検討することで解P 波速度0.4～1.4km/s と設定した。
①

約0.4～0.6km/s 以下：崩壊土砂、風化土～強風全地連「技術フォーラム 2024」新潟化岩（遷急線直下で主な緩み部）②

約0.6～1.4 km/s：強風化岩～風化岩または崩壊土砂の含水増加部

6. ボアホールカメラ観察結果
ボアホールカメラ解析によって得られる岩盤の緩み状③

約1.4～3.0km/s 以上：風化岩～弱風化岩態図を図-4に示す。図-4より、亀裂の開口幅について GL-④

低速度帯や低速挟み層：割れ目帯や軟質層の挟み13m 以浅は「0.5mm～2.5mm」であるが、GL-13m 以深の開層（泥質部）口幅は「0.5ｍｍ」が主体となっている。また、割れ目の表-2 P 波速度の統計的資料（全国平均）
岩 石 名

中生代堆積岩1)

頻度について、GL-13m 以浅は1m あたり概ね20本以上の亀裂が見られたが、GL-13m 以深では、GL-19m～20m 区間

MaxMinkm/seckm/secを除けば、1m あたり概ね20本以下に減少する傾向が見ら

4.18±0.24

5.312.70

れる。これらの深度は、弾性波探査により想定された「風464.02±0.175.282.83化層」と「基盤層」の境界（GL-12.02m）付近に位置して

167

3.93±0.09

5.262.26

個数

平均値 km/sec

砂岩類

33頁岩類
互層類

おり、弾性波探査で想定された緩み領域内では、亀裂の幅が大きく亀裂の頻度が高いことが分かった。
以上より、ボアホールカメラ観察による岩盤の緩み状態と弾性波探

5. ボーリング調査結果

査による想定された緩み領域は概ね整合している。

図-3に速度分布図とボーリング柱状図の重ね合わせ図およびコア写真を示す。ボーリング調査結果の地層およ開口幅（mm）

全割れ目頻度（本）20

0.00 5.00 10.00

崩壊土砂
0.4km/s～0.6km/s

び N 値等を表-3に示す。
層境界付近の P 波速度について、「崩壊土砂」と「風化層」境界および「風化層」と「基盤凡例層」境界の P 波速度や各層厚は概ね整合している。また、各層厚が概ね整合していることから平均 N 値および平均崩壊土砂

開口幅0.5～2.5mm

弾性波探査
風化層による想定

RQD は、ボーリング調査結果と比較し大きな差はないと

基盤層風化層いえる。よって、ボーリング調査結果と弾性波探査によ

崩壊土砂

0.6km/s～1.4km/s

調査結果 風化層り想定された緩み領域は概ね整合している。

基盤層0123456789101112131415161718
190.4km/s～0.6km/s

開口割れ目
ルボ
カア
メ ホ
ラー

基盤層
開口幅0.5mm

0.6km/s～1.6km/s

1.4km/s～3.0km/s

ヘアクラック
全割れ目頻度（白色部）
開口割れ目頻度（斜線部）

図-4 岩盤の緩み状態図

7. まとめ

1.6km/s～2.4km/s

岩盤斜面の緩み状況を把握するため、弾性波探査により斜面の緩み領域を推定した。推定した緩み領域に対して、ボーリング調査を実施し、想定された緩み領域とボ図-3 速度分布図と柱状図およびコア写真ーリングコア状況及びボアホールカメラの観察結果等の表-3 ボーリング調査結果

調査結果による緩み領域を比較した。弾性波探査で推定

弾性波速度
平均N 値 平均RQD
調査結果（km/s）
弾性波探査による想定（コア）
弾性波探査による想定 調査結果 調査結果
崩壊土砂

4.25

0.4～0.6

された岩盤斜面の緩み領域は、ボーリングコアの状況やボアホールカメラ解析結果と比較して、亀裂の頻度分布や N 値等が概ね整合した。本業務では、弾性波探査によ64.69る緩み領域の推定は有効であった。

風化層0.6～1.4254

11《引用・参考文献》
1) 服部保正、杉本卓司（1975）：岩石のＰ波伝播速度に12.02

関する統計的研究（Ⅰ）（Ⅱ）、物理探鉱第28巻第１号
14.92
基盤層

1.4～3.0300
20.00※N 値の上限は300とした。

20.00

62