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E-O7iIMiW麹繍Ｗｉ『鮒音響トモグラフィを用いた浸透破壊現象における内部三相系構造の把握賢瀞巍耀率繩鐡緬

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音響トモグラフィ気泡寝誘破壊の計測を実施した.通常,浸透砿jiii現象は限界水位差に達すれば都市型集中豪雨によりimII堤防が快鍍し,都市部に1Xﾐ大な被害＿気に崩壊する現象として知られている．しかし'実際にIシI､中を及ぽり-事例力湘次いでいる．特に，2000年の東ｉｌ露農雨時におら3)が述べているように,限界水位差以下の水位差を保fl；ｊＬ続けいては,訓賊ｳな堤防の決壊現象とl3q異なり，気泡を伴った現象るだけで；地盤内に気泡が発生･発達し,破壊する・このようなであったことが報告され’気泡の影響を十分に考慮した河11麺坊

気泡の発生とＤＯの関係や気泡が地､kに与える影懇については,の識|が切望されている.堤体内部から発生する気泡には２つの士椚鍵面で発生する気泡に着目してきた.そこで本WHツビでは,限ソースＯｌｉＯがある.一方は,堤体内の間隙にもともと取り込ま界水位差の約8割を保持して,地§f内部に発生する気泡力汲ぽすれていた空気が降雨による浸潤とi1iD[1の,i〈位上昇による浸ilH線影響を捉えるために,音響トモグラフィの技術を用いて，地盤内の発達によって,堤体内に気泡として捕捉されるものである.他部での女(泡の発生．発達現象を捉えることを試みた.

方は,間隙水中にjMZFﾛ麓を超えて溶解している空気が気泡として椿出する現象である.木研院では,後者の現象に着目し,垂HMi的実験として矢板周りの浸透破壊試験を行い,高精度な計iHﾘが可能

4．実験結果および考察
土槽側面で目視によって気泡力1K初めてiＥ３察された時(8時MH後）１０１である春響トモグラプィ法を用いて地盤内における気泡の発生および発達現象を可視化丙)-ることを試みた．

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2．音響トモグラフィilhfi龍､杏請去の概要(a)発振波

本手法は|競原･山本')によって開発された高周波数の弾性波を０１用いた商精度な地盤11;I査月三法である.音騨トモグラフィ地fH調査

戸手法は,弾性波孑墹トモグラブィに分類され,7L1H]における地盤

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断面のＷｉ造や特性を可視化することができる手法である.孔の一(b)実際の受信波方から発振波として周波数を制御した疑似ランダム波を送信す
０４

ることlこ特i蟻がある.疑似ランダム波とはパルス圧縮とIJiFぱｵT,る信号増幅方法の－１inである.遡笥皮として辿続波を用いることで時間軸上にエネルギーを分散させ,週計言号全体としてエネルギ

伝播時間
受信音
ｕＵＵＺｕ。ｕＵＵｂＵゴﾛｸﾞ巴３四時間(ms）ーを大きくすることができる．疑似ランダム波の例を[罫Iに示（c)相関関数計算後の波形

すと，発振波(a)と実際の受僑皮(b)の相関関数計算後の波形(c)か
らピーク値となる波の到達時間およU雲り達波の受信エネルギーを得ることができるこれにより,従来のyi咽ｮ波探査とは異なり，jdi度分:布図およ'〔)i減衰率分P布図の２つの観点からiU盤M1ｼﾞi而を可視化することができる.従来の弾性波};1萱では,速度分布のみのIＷｌＩ

囚Ｉ認以ランダム波の線Ｉ
JimMaに一桁'二表現であったため,困難であった地盤の締固め度合いやガスの有無等の判別力灘しかった．しかし,本手法のように減蕊率識及う

八IrEmCraY価里，……畝…『ソ2ｍ｢ことで．その)繩Uが容易となった．
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3．美罰司iｻﾋ妄器-9畠

地盤]ﾉｮ部に:１sいて夕〔泡が発生･;i苫達する様子を観察PirるためにⅢ」
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図2に示Fｳﾞｰように二1.i1iの矢板から３OmmlFi艶た場所の縦断菰iを対象とする.iifi面に発振了し,背面に受{訂Lとなる円筒櫛を股画し，写

そのうえで小高・桟岡刃の方法に従い,1jl型実l談を麺逝した．理【FFF悪nｍＬＪ
d5nVpiii砂を用いて密状態（､l=80”の地盤をｲｨ製後，図2のiIf忰部

０１雨1，，２をjlH影するとともに｡ＤＯＧｋ中溶存酸素量j・音瑠Iトモグラフィ

図－２実験装置概要

Applyingacoustictomographytograspofthe

SatoshiSHIBATA,HirotakaSAKAI,KenichiMAEDA,(NagoyaphcnomcnonCorporation）

thrccphasesgroulldinseepagclhilurc

lnstitutcofT1echnology)，JullichiSAKAKIBARA，（JFEcivil

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図－３気泡発生時および1回目の気泡噴出時【｡、”出邪式191-1の様子および1回目の気泡噴出nniiG6時柵御の様子を図Ｓに示す､また，トモグラブィ計測ｌＵｉ面における気泡発生の橇子を咄 Ｆ

図－１に示し，図５には，トモクラプイiiIijUW7而における気泡発述の搬子を示丙ｊ－､なお,減衰率のiniい部分が気泡の存rEを表わし

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Uni１．ｌｘ面Ｉ

図‐`Ｉｉｉ+iNlluJf面での気泡発生までの減衰xIzの経時変化ている.土l1i壁面では夷駄1)'１姑811柵臓&後にiL表而から矢板先
h1M部にかけて確認された．ところが，図Iに丙司-ように，地盤【ｎｈＩ４ｌ巾uIHIaにＩ【bj20hquI■ｌａｌｇＵ

内部では12H都l]経過後に矢板先ji綿lよりも下F団の地盤で気泡の発生が認められた.これは土Ni酸而の影響によって,気泡の発生７｝

１００８０

泡のMH出によって地盤が劣化していると言える．

－いる.つまり，土i鑓麺１部にとどまらず,ｊ趣klﾉ,部においても気０

後`〕rf出によって,噴出前と比べて,受伯エネルギーが低~下して（・色で）一、ＰＱ』。いいＱ』ユ己戸三。、ギーの回復力認められる．これは,気泡の浮力によって,気泡上Ｄｍ

Ｕｎｉ【ｆＴｍ】

l４Ｃとがわかった．

部のjihfMbｳｺﾞ押し上げられたためであると考えられるまた,そのPUb5E

図５減衰率の経時変化で見る気泡発遼の様子

れる噸{{Iは土i露i誼｢でF祷忍さj#'た噸'１１よりも４時iHj程１２２運ﾙ､こ図L6の1回目の気泡Pj:i出lif酸の36時ｉｌＵＩ)後の受(高エネルギーの扉ｑ鄙

ることが定量的にも言える.また,iNk衰率の鐵Riな低下が認めら変化に薪目すると,気泡１頁出面iiにおいて,一時的に受信エネル

両皿

板の根入長範囲だけでなく,広範囲にわたって気泡が発生してい－＠低下していることがわかる(図－０，つまり，気泡の発生箇所は矢０｜」」った.また,減衰率の経時変化に瀞Ⅱすると,矢板の根入長の範2０５G画
コ「ｊ｜伊曰く』旧打ｉｆ『った.また地盤内部で発達丙rる気泡は,矢:仮の}f(入長よりも下層の地雄で発生した気泡が地flk内を秒1Kj｣.発達していくことがわか

凹宇

一…

iii所は矢板の根入長よりも下l愚の地furで生じていることがわか■■■。》■〆■岼弓

土櫓側面で1ｺE矢板の根入長のj範囲が主要な気泡の発生.発達箇所であったが，図-5に示すように，地aHPj､部においてその発生

鐵競1W：帥印叩が早く生じたためと考えられる．

囲だけでなく,さらに下)i団iの11123]ﾉﾘにおいても減衰率が経時的にで「雪鈩回季Ｅｚｐｈヨ。］

ＲｈＯｎ感１，に【４J郡唾函急別仙加訓０一鍾評【

１２０5．結論印

地盤内部において気泡の発生に}ｵﾄかろw柵]はこれまで観察をlO
DurationTime,ﾉbgの(I1r.）

行ってきた土i寵壷iでの発生IMH111よりも多くの時間を要し,土柵
壁而と上砿して発生する気泡のiirmHはⅢ矢iEのtR入長よりも広い

図－６１回目の気泡噴出時までの地中の減衰率変化

illh団で生じることがわかったJlhmk内における気泡の発達は,矢:仮の根入長よりも深部で発生した気泡によるものであることが参考文献）わかった．また,気泡0ｺYii出iHIillでは気泡の浮力によって,－時l）備りjNpl(-,llIzl可霊:繭iF5l波数の;lilkEUﾐを用いた耐iWl虹IhR3jiU1E手法

的に気泡上部の地盤を持ち上げることで密になるものの,気泡のの|)Ⅱ宛，ﾕﾌﾞﾌﾟ鏡量謡錘鱈Ｗ1.65,Ｎ０１，ｐｐ”106,2001

nji山によって,地盤が劣化することが地雛の内部でも生じること

2）ノllllm匿司，波n噸jl:砂賀111鍵の浸j茜a程での気泡の発生･発達現象・がわかった.また,従来の;jiikki皮j塘盗;のように速度分与布図のみで均(鐸合鐙〕ugNO487/126,ｐＰ｣夢138,1瓢．

hjdii駅の難しかった食W包が音響トモグラフイ法の特i読已ある減3)'仲謝1Ｋ堀秘司堕前田E匿盲女砲のタビイナミクスＩごirf目した三相衰率による可視化により,容易に地33Ｊﾉﾖの気泡を捉えることがで

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2009-

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