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戸田建設
技術研究報告 第 49 号 2023 Û0=@ÿÜÓy1ġ9
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TDEM法による空洞検出の試みĖĎŃĕÂń
  ĖĎŃÂńÀÊŅÃėĂ TO DETECT CAVITIES BY TDEMATTEMTMETHODĖĎŃĕÂń   
原 敏昭 *1，斎藤 章 *2

45+.6(12345+.6(123 Toshiaki HARA and Akira SAITO
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TDEM
法の探査原理




背景・目的
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図 ÿÜ1DYaK_G
空洞のイメージングďÌ`ðïŃÂńďÌ`ðïŃÂń
トンネル施工において問題となる地質は，断層破砕帯・膨潤性地山等の地質脆弱部や地層境界，突発湧水であり，これらは一
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般に低比抵抗帯として捉えられる．しかし，トンネルルート上には，不安定な砂礫・滞水土砂，炭鉱跡の旧坑道の存在に代表さ R_T]Æ¨0,ŀ./@Ħ2ŅÄ¤ø÷«`Ēâ³¥ă1Ħđ®Ĳ<¤ìŅĀîàÚ-?Ņ
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れる不特定の空洞の存在が想定される場合がある．これらの空洞部は，低比抵抗帯の地質脆弱部と同じく，大量湧水，礫・粘土
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層により充填されており，トンネル切羽の崩壊につながる危険性が大きい．しかし，今日までは何れの探査法においても取り組Ě$A@eç1ÿÜ1´$A@@ņ#A>1ÿÜĲ2ŅlØ»º«1Ħđ®Ĳ.&!ŅĵàÚŅú`Ě$A@eç1ÿÜ1´$A@@ņ#A>1ÿÜĲ2ŅlØ»º«1Ħđ®Ĳ.&!ŅĵàÚŅú`みが不十分であった．例えば，このような空洞部は高比抵抗部と想定されるが，電流が流れ難いことから，電気探査が難しいと
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されている．そこで，これらの空洞・大量湧水帯の把握はトンネル施工の安全性の向上につながると考え，TDEM法を用いて，
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空洞を対象とした研究を実施した．本研究では，大谷石掘削跡の大規模空洞を対象として探査を行い，また電磁マイグレーショ
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ļ%.$A,@ņ(#-Ņ#A>1ÿÜ`ĵàÚ«1¹¿2R_T]Æ¨1v³1c0+/@.čŅ ÛCンを用いた検討を行った．
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G^aJ[_Cê)ÓğCĘ*)ņ概要
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TDEM
法の空洞探査への適用性を検証するため，栃木県宇都宮市の大谷石掘削跡の探査を実施した．
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また，その探査結果を踏まえ，電磁マイグレーションを用いた比抵抗イメージングの地下空洞調査への適用性の検討を目的とÔěŃÂń8)Ņ(1¾ÑĊÐCĨ8ŅĽùWDG^aJ[_Cê)Ø»ºDYaK_G1dÿÜĢÑ51ıê³1ÓğCðï.
 して，数値モデル計算による処理テスト及び栃木県宇都宮市の地下空洞上で測定されたデータに対する適用試験を実施した結果
Û1ÿÜ¾Ñ51ıê³CÓĠ'@):ŅÒÍñĳ¡©1Ĥô½~ħ1¾ÑCÆ%)ņについて述べる．
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結論Ń Ęÿ"@ńĊģŃÂńÐ0+,Ī6@ņ
数値モデル計算により，半無限媒質中に立方体の空洞がある単純なモデルでは1 次元逆解析では捉えられない空洞のイメージ
ÎģÂ-1ÓğĊÐ0=?ŅæĹĦg0āÅm1ÿÜ@Ĉ/ZQ]-2Ň×tīĝÏ-2¼>A/ÿÜ1D
Ń Ęÿ"@ńを非常に短い計算時間で構成することができた．空洞の場合，その下面（高比抵抗から深度方向に低比抵抗に移り変わるコントYaKCľ¬0óĞĄËĸ-Õµ'@#.- )ņÿÜ1Ņ(1dĿŃłØ»º>Þ­Å0lØ»º0ü?BĊģŃÂń
ラストのある面）にイメージの中心が構成された．また測定配置の違いによりイメージを表示する位置を変える必要があること@I_R\LR1@Ŀń0DYaK1g±Õµ$A)ņ8)ßĴċ1İ0=?DYaKCĚû'@kċC@²ě
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æĹĦg0āÅm1ÿÜ@Ĉ/ZQ]-2Ň×tīĝÏ-2¼>A/ÿÜ1Dが示された．実測データに対する適用試験ではマイグレーションに必要なバックグラウンドの構造によって結果が大きく変わり@#.û$A)ņ ßQaM0¢'@ġŁ-2WDG^aJ[_0²ě/UOFG\E_S1Õĭ0=*,ĊÐ得ることが判った．空洞調査のようにバックグラウンドとターゲットの違いがはっきりしている場合には，あらかじめターゲッYaKCľ¬0óĞĄËĸ-Õµ'@#.)ņÿÜ1Ņ(1dĿŃłØ»º>Þ­Å0lØ»º0ü?B!B?°@#.|*)ņÿÜĢÑ1=0UOFG\E_S.MaHOR1İ2* ?%,@02Ņ>&
トがない場所での結果を参考にしてバックグラウンドの構造を与えることにより，良い結果が得られた．今回用いたイメージン@I_R\LR1@Ŀń0DYaK1g±Õµ$A)ņ8)ßĴċ1İ0=?DYaKCĚû'@kċC@²ě
グ手法は，現時点では構造探査に使用するというよりは，2次元・3 次元の異常体の簡便な検出方法として，これらの異常体から:MaHOR/¶-1ĊÐC č0%,UOFG\E_S1ÕĭCf,<A3ĔĊÐ°>A@ņiê)DY@#.û$A)ņ ßQaM0¢'@ġŁ-2WDG^aJ[_0²ě/UOFG\E_S1Õĭ0=*,ĊÐのレスポンスの空間的な分布を利用して非常に高速に異常体のイメージを構成することができる点で優れていると考える．今後
aK_G·Û2ŅèËå-2Õĭ¾Ñ0oê'@.=?2Ņ ×t` ×t1í¬m1ąq/ÓyÅÛ.%,Ņ#A>1í

!B?°@#.|*)ņÿÜĢÑ1=0UOFG\E_S.MaHOR1İ2*?%,@02Ņ>&はこのイメージング手法の分解能の検討やほかのイメージング手法との比較を行いたいと考える．さらに実際のトンネルに出現¬m>1^LV_L1ÿĸï/zªC}ê%,ľ¬0łĬ0í¬m1DYaKCÕµ'@#.- @å-sA,@.

:MaHOR/¶-1ĊÐC
č0%,UOFG\E_S1ÕĭCf,<A3ĔĊÐ°>A@ņiê)DYする空洞や，地下ダムで問題となる石灰岩中の空洞を精度よく探査する技術として技術開発を進めたいと考える．
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戸田建設（株）土木技術部*2 @ņ
早稲田大学創造理工学部¬m>1^LV_L1ÿĸï/zªC}ê%,ľ¬0łĬ0í¬m1DYaKCÕµ'@#.@å-sA,@.

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