Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
### 1.1 研究の背景と目的

基準省令以前の古い廃棄物最終処分場（以下、処分場と略記）や維持管理が不十分な処分場では、図面の不備・欠落、管理者の不在といったソフト的な問題だけでなく、堰堤崩落、漏水、安定化遅延といったリスクなどハード的な問題を潜在的に抱えていることが多い。このような処分場の健全性を評価する場合、土堰堤や遮水工などの内部構造に関する情報は重要である。さらに、処分場に健全性回復技術を適用するためには、土堰堤構造や覆土厚の把握、埋立廃棄物の物性把握、処分場の斜面安定性の把握が不可欠である。このような背景を踏まえ、多数のボーリング調査などを実施せずとも迅速かつ低コストに広範囲を調査できる手法の確立が求められている。

そこで本研究では、最終覆土層、土堰堤、廃棄物層といった処分場内部構造のうち特に土堰堤構造を非破壊的に調査する方法の確立を目的として、多段積み土堰堤を有する複数の処分場において物理探査の一手法である比抵抗探査を実施した。

### 1.2 研究方法

#### 1.2.1 比抵抗探査とは

物理探査はボーリングや掘削など地中を乱すことなく迅速かつ非破壊的に地中の状況を調査できる手法であり、元来は化石燃料や地下水などの資源探査やトンネル工事などの土木工事分野で多用されているが、近年では地下水汚染や不法投棄といった環境分野での適用が増えてきている。本研究で用いた比抵抗探査は、ある2本の電極間に通電した際に他の2本の電極間に生じる電位差を測定し、この測定を多数の電極組み合わせで行うことにより、探査測線下の2次元見掛け比抵抗値を測定する手法である（図1.1）。探査測線上に等間隔で打設した複数の電極（ステンレス棒）をケーブルで接続し測定を行い、得られた測定値（見掛け比抵抗値）群をコンピュータ解析し、2次元比抵抗分布（比抵抗構造断面図）を求めることができる。

図 1.1 比抵抗探査の概略

#### 1.2.2 探查方法

本研究では比抵抗探査機器として、電極への通電切替えを自動制御する SYSCAL Pro (IRIS 社) を用いた。比抵抗探査はその測定原理から、打設した電極が送信チャンネルと受信チャンネルの
双方の役割を担っており、かつ、全ての測定を地表面から行うことから、電極と地中との接触を十分に確保する（接地抵抗を低減させる）ことが、測定感度の向上やノイズ低減のために非常に重要である。このことを踏まえ測定前に、電極周辺に飽和食塩水を散布し、接地抵抗の低減を図った。探査測線は48本の電極で構成し、ダイポール・ダイポール法と呼ばれる通電配列を用い見かけ比抵抗値の測定を行った。測定データ数は測定条件によって異なるものの一測線につき483から750とした。得られた見かけ比抵抗値のデータセットについて、有限要素法によるFEMモデルの作成、非線形最少二乗法による逆解析を行い、探査測線の地下鉛直方向に対する2次元比抵抗構造断面図を求めた。コンピュータ解析には解析用ソフトウェアであるRES2Dinv（Geotomo社）を用いた。

#### 1.2.3 探査処分場について

本研究では5つの処分場（A～E）を対象とし、比抵抗探査を含めた各種の調査を行った。各処分場の概要を表1.1に示す。

表 1.1 調査対象とした処分場の概要

処分場	調査年度	廃棄物種類
処分場の型	埋立期間
埋立面積[m²]
埋立容量[m³]	備考
A	2011	産廃
管理型	1982~2000年
9,400m²
1,000,000m³	約20mのコンクリート堰堤を有しており、その上に多段積み土堰堤を構築しさらに約25mの埋め立てを行っている。
B	2012	産廃
管理型	1985~1992年
50,000m²
710,000m³	正確な最終覆土厚は不明なものの少なくとも5m以上と一般的な管理型処分場に比べて厚いことがヒアリングにより確認されている。
C	2012	一廃
管理型	1991~埋立中
10,000m²
59,000m³	安定型として埋立を開始したが、途中で岩盤遮水による管理型へと改修した。改修後に土堰堤を構築している。
D	2013	産廃・一廃
管理型	2004~埋立中
89,000m²
2,000,000m³	調査対象としたエリアは埋立深度が約40mあり、22段の多段積み土堰堤が構築されている。
E	2013	産廃
管理型	1989~埋立中
23,000m²
350,000m³	多段積み土堰堤を9段有している。最上段は2つの小段を1段の土堰堤としており、最上段に遮水シートが設置されている。

### 1.3 比抵抗探查結果と考察

本稿では各処分場で実施した複数の探査測線のうち主要な探査結果として比抵抗構造断面図を図示するとともに所見を列記した。比抵抗構造断面図は、横軸上部が地表面（探査測線）を表し、縦軸が深度を表している。また、比抵抗値は赤色系で高い値を、すなわち電気伝導率が低いことを表しており、青色系では逆に比抵抗値が低く、電気伝導率が高いことを表している。
#### 1.3.1 A 処分場

土堰堤を直交するように設置した探査測線（Line A-1）の比抵抗構造断面図を図1.2に示す。

図 1.2 Line A-1 における比抵抗構造断面図

- A 処分場の土堰堤の透水係数やセメント改良されていることから間隙率は小さく比抵抗値は高くなると推定され、Line A-1 の斜面表層における高比抵抗領域は土堰堤を反映したものであると示唆された。

天場表面を見ると土堰堤のような高比抵抗領域が確認されなかった。A処分場での掘削調査から最終覆土層は十分になくその層厚は0.5m程度であることが確認されており、天場の最終覆土層と斜面の土堰堤の層厚の違いが比抵抗値に反映された結果となった。

- 測線の左端、すなわち土堰堤側の低い位置では100Ω-m以上のさらに高い比抵抗領域が存在しているが、これはコンクリート堰堤との境界に近いことの影響を受けている可能性が考えられた。

廃棄物層はほぼ全域で低い値を示しているが天場から10m以深では0.5Ω·m以下の非常に低い領域が示された。このように、廃棄物層の上層よりも下層でより比抵抗値が低くなる傾向は他の処分場における探査結果でも示されており、これは降雨浸透による洗い出しが上層から進行していくため、下層側でより塩類濃度、含水率ともに高くなっている可能性を示したものであると考えられた。

さらに、深度 20m 以深で再び比抵抗値が上昇していた。解析において断面図の境界付近であることに起因する偽像の可能性も考えられるが、A 処分場が 1990 年に変更許可により処分場の拡大を行っており、その際にコンクリート堰堤より上部に埋立て（積み上げ）を行っていることを踏まえると、変更許可前後における埋立て状況の違いを反映した可能性も考えられた。

次に土堰堤の小段上に平行するように設置した Line A-2 における比抵抗構造断面図を図 1.3 に示す。Line A-1 に比べ電極間隔がより小さく、探査精度がより高い。
図 1.3 Line A-2 における比抵抗構造断面図

• Line A-1 に比べ表層の高比抵抗領域がより鮮明に示された。土堰堤の上に設置された Line A-2 では表面から 1～2m に高比抵抗領域があり、計画図面よりも小さい層厚であった。

斜面地での通電では地形的な影響から地中に均一に流れず、斜面側には流れにくくなるため、見かけ上、地表面の比抵抗が低くなった可能性が考えられた。

このことから比抵抗探査だけでなく電磁波探査や表面波探査など複数の物理探査の併用が重要であることが示唆された。

#### 1.3.2 B 処分場

土堰堤を直交するように設置した探査測線 Line B-1 における比抵抗構造断面図を図 1.4 に示す。

図 1.4 Line B-1 における比抵抗構造断面図

- B 処分場では天場、および土堰堤部分において地表面より深度約 6m まで 50Ω·m 以上の比抵抗値を示したのに対し、6m 以深で比抵抗値が大きく低下し 10Ω·m 以下が支配的となった。

最終覆土は 5m 以上の層厚を有することから、B 処分場では 50Ω·m 以上の比抵抗領域が最終覆土、および土堰堤を表していることが示された。

#### 1.3.3 C 処分場

土堰堤を直交するように設置した探査測線 Line C-2 における比抵抗構造断面図を図 1.5 に示す。
図 1.5 Line C-2 における比抵抗構造断面図

土堰堤部分において地表面から深度 1～2m において 100Ω·m 以上の高比抵抗領域が確認され、土堰堤を示していると推定された。

- 天場を見ると地表面より深度 5～6m において高比抵抗領域が分布し、それ以深では比抵抗値が低下していた。計画縦断図を見ると安定型から管理型へと変更した後の地盤高が、この高比抵抗領域と低比抵抗領域の境界深度とおおむね一致していた。

このことから、天場における高比抵抗領域は管理型に変更された後に埋め立てられた不燃物を、また、低比抵抗領域は安定型処分場の時期において埋め立てられた廃棄物を反映している可能性が示された。

- 天場は中間覆土が施工されてはいるがレキが多く、一部ではコンガラやガラス・陶磁器類など埋立廃棄物が露頭していたことから、中間覆土の層厚は小さいと推定され、比抵抗探査においても覆土層と廃棄物層の相違を検出できなかったものと考えられた。

図 1.6 D 処分場の平面図
図 1.7 Line D-1 における比抵抗構造断面図

#### 1.3.4 D 処分場

D 処分場の平面図を図 1.6 に、また土堰堤を直交するように設置した探査測線 Line D-1 における比抵抗構造断面図を図 1.7 に示す。

最上段から1段下を除いて地表面から深度3mまでは土堰堤に由来する50～100Ω-mの高比抵抗領域が層状に分布していた。

・ 法面の肩部分では比抵抗値がより高くなる傾向が全ての小段で見られるが、これは地形的な影響により測定時の電位分布に偏りが生じたためと考えられた。

最上段から1段下の小段における表層の高比抵抗領域は、層厚が約1.5mと小さいが、これは土堰堤ではなく最終覆土を反映していると考えられた。

表層の高比抵抗領域より深部では埋立廃棄物に由来する20Ω·m以下の低比抵抗領域が広く分布していた。

最上段から１段下における廃棄物層の比抵抗値は周辺よりも高くなっているが、これはこの小段において定期的に揚水が行われていることから、揚水井付近の洗い出しの進行や含水率の低下が生じたことが要因と考えられた。
#### 1.3.5 E 処分場

E 処分場の平面図を図 1.8 に示す。また探査測線 Line E-1、Line E-2 における比抵抗構造断面図を図 1.9(a)、(b) に示す。

図 1.8 E 処分場の平面図

(a) Line E-1

(b) Line E-2

図 1.9 Line E-1、Line E-2 における比抵抗構造断面図
## (a) Line E-1

北西側の4段目から7段目に層状に分布している100Ω-m前後の高比抵抗領域は土堰堤を反映している。

中央の7段目から8段目にかけて表層に分布している60Ω-m前後の比抵抗領域は土堰堤を反映している。北西側よりも低い値になっているのは、植栽した樹木の繁茂状況による表層土壌の質的相違が要因の一つとして考えられるが、築堤の際に用いた土質の相違も起因していると考えられた。

最上段（9段目）において表層に分布している100Ω·m以上の高比抵抗領域は、最上段の南側にある土堰堤を反映している。他の土堰堤部分に比べて高い理由として、最上段に施工されている遮水シートの影響に加え、法面の肩部分に側線が設置されている地形的な影響を受けていると考えられた。

土堰堤の層厚は概ね5m程度であり、設計図面との整合性が確認された。

土堰堤より下層では、埋立廃棄物を反映した20Ω-m以下の低比抵抗領域が分布していた。

8 段目より深度 30m 以降では 5Ω·m 以下と非常に低い比抵抗領域が分布しており、廃棄物層においても上層と下層で相違が見られた。

これは先述したように、E処分場では4段目までは汚泥主体、それ以降は混合物主体と埋立物が異なっていることから埋立廃棄物の質的相違を反映したものと考えられた。

中央の最深部で比抵抗値の上昇が見られるのは、原地盤に反映していると考えられた。

最上段より深度 10～20m の廃棄物層で目玉状の高比抵抗領域が分布しているが、他の探査側線における比抵抗構造断面図では見られないことから、虚像であると推定された。この原因として、最上段に設置されている遮水シートの絶縁性が考えられるが、詳細は不明でありボーリング調査等による直接確認が必要である。

## (b) Line E-2

• LineB-1 と同様に、西側 4 段目から 7 段目の表層 5m までは、土堰堤由来の 100Ω-m 前後の高比抵抗領域が層状に分布しており、これは土堰堤を反映している。

- LineB-1と同様に、中央の7段目から8段目の表層土堰堤部分の比抵抗値は50～70Ω·mである。また、土堰堤の層厚が4段目から7段目に比べ薄くなっているのは、E処分場では7段目から堰堤法面勾配を緩やかにしていることから、土堰堤の層厚も小さくなったことが影響していると考えられた。

実際に4段目と8段目の小段におけるボーリングの柱状図では4段目の土堰堤厚さは約5mであるのに対し、8段目の土堰堤厚さは約2mであり、本調査結果と一致していた。

• 東側の8段目から最上段の土堰堤部分では遮水シート施工の影響を受け、150Ω·m以上の高い比抵抗値を示していた。

### 1.4 結論

本研究の結果から、複数の処分場を対象に土堰堤構造の把握を目的とした比抵抗探査によって以下のことが明らかとなった。

土堰堤や最終覆土層に起因する高比抵抗領域を明瞭に捉えることができ、層厚の違いも反映できていることが明らかとなった。
土堰堤や覆土の有無や遮水シートの有無によって比抵抗値コントラストが生じていた。

• 埋立廃棄物層内の洗い出し作用や埋立廃棄物の質的相違に起因すると考えられる比抵抗値の変化を可視化することができた。

土堰堤での比抵抗探査においては、測定時や解析時に法面の肩部分などの地形的な影響が生じる可能性が示された。

比抵抗探査によって、処分場の土堰堤や遮水工を非破壊的に可視化できることから、処分場における内部構造の健全性を非破壊的に評価できることが示された。

ただし、内部構造や地形は解析時に偽像を発生させる原因になる可能性も指摘されたことから、比抵抗探査の結果のみによる判断ではなく、他の物理探査結果との照查や、標準貫入試験やサウンディング試験などによる深度方向の物性値調査、ボーリング調査による地下物性値情報による補完を行うことが重要である。

### 1.5 参考文献

特になし。

### 1.6 研究発表・論文発表

磯部友護、大石修、大野博之、遠藤和人（2012）：複数の物理探査を用いた最終処分場における内部構造の把握手法の検討，第23回廃棄物資源循環学会研究発表会，pp.499-500

### 1.7 知的財産権取得状況や特許等出願状況

特になし。
千葉県環境研究センター 大石 修

### 2.1 研究の背景と目的

旧処分場とよばれる基準省令が適用されない廃棄物最終処分場は、規制がかからないとはいえ、当時の埋立方法や埋立物、構造など不明な点が多く、むしろ現処分場より環境汚染を引き起こすリスクを多く包含しているおそれがある。このような潜在的リスクを抱える処分場の健全性と安全性をスクリーニングするためには掘削工事やボーリング調査などの対策が必要となるが、本装置は通常の機器分析装置と違い初期投資費用だけでほとんどメンテナンスを必要せず、使用にあたっても非破壊、非接触であり短時間で広範囲の調査を行うことができる。

そこで本研究では、最終処分場において廃棄物層、覆土層および土堰堤の構造を調査するために簡易かつ安全な方法の確立を目的として、複数の最終処分場を対象に電磁探査を実施した。

### 2.2 研究方法

物理探査法のひとつであり非破壊・非接触手法である電磁探査法を用いた。

電磁探査法とは、磁場変動により大地に誘導された磁場や電場を地表で観測し、地下に存在する導体を検出し、地下の導電率分布を推定する手法である $ ^{1} $ 。原理を図2.1に示す。

本研究で使用した装置は周波数領域法(スリングラム法)を用いた米国 Geophex 社(現 Aeroquest Sensor Tech 社)製 GEM-2 であり、解析にはソフトウェア Surfer 8 (Golden Software 社)を用いた。

通常は平面を探査し Surfer 8 でコンターを描くが、本研究においては斜面に沿った歩行もしくは定点を測定することで斜面からの応答信号を受信した。応答強度を知るために側線測定の結果をグラフ化し、さらに比抵抗探査と同じような深さ方向の断面図を得るために（独）産業技術総合研究所光畑氏が作成したソフト（gem2_inv_prof.exe(ver.8)） $ ^{2)} $ を使用した。

図 2.1 電磁探査法の原理

初期設定で5周波数のデータが得られるが、最深層は信号の減衰が著しいこと、最浅層は周辺からの電磁場ノイズの影響を受けやすいことから、本稿においては3周波数のデータを用い、結果は見かけ電気伝導度（以下、電気伝導度もしくはEC）で示した。また、断面に変換した比抵抗は微小変化が分かるように常用対数で表示したが、その数値[Ohmm]と深さ[m]は参考程度である。なお、高周波数ほど浅い面、低周波数ほど深い面での応答を相対的に表示している。
### 2.3 研究結果と考察

調査対象とした最終処分場は比抵抗探査を実施した現場とほぼ同じであるため、概要については本稿では省略する（参考資料-1の表1.1を参照）。

#### 2.3.1 A 処分場

側線は比抵抗探査 LineA-1 と共通である。斜面を 1m 間隔で定点測定した。

図 2.2 LineA-1_140m における電気伝導度

図 2.3 LineA-1_140m における比抵抗断面変換図

堰堤斜面と天場で明確に電気伝導度の違いが現れた。比抵抗に変換した図においても土堰堤に起因する比抵抗の高さが示された。

#### 2.3.2 C 処分場

側線は比抵抗探査 LineC-2 と共通であるが座標は異なる。斜面を 1m 間隔で定点測定したが、10m までは電線の影響を受けたため除外した。なお、比抵抗断面の 55～75m 範囲はデータ欠損である。

図 2.4 LineC-1_100m における電気伝導度
図 2.5 LineC-1_100m における比抵抗断面変換図

10,31,43m に排水のためのプラスチック製カルバートが横切り、55m からが天場で、60～70m 付近に不燃物の山があった。これらの影響は応答ピークからは読み取ることは出来ず、堰堤と廃棄物層の応答の違いも現れなかった。

そこで、この現場では廃棄物が埋まっている埋立地表面と堰堤および埋立地外の周辺土壌表面で定点探査を行い、電気伝導度の違いを調べた。測定点は図2.6、結果は表2.1のとおりである。

図2.6 埋立地と埋立地外の土の見かけ電気伝導度

测定位置	EC [mS/m]
450Hz	1170Hz	3930Hz	13590Hz	47010Hz	Total
埋立地	spot4	143	37	1	5	10	48
spot5	234	53	1	2	6	75
spot6	314	129	26	14	12	121
spot7	778	425	135	41	18	336
spot8	125	39	1	5	10	44
spot9	129	36	1	2	6	43
spot11	72	35	1	0	1	27
土	spot2	136	43	1	0	1	46
spot3	88	41	1	1	5	33
spot12	94	35	1	0	1	33
spot13	77	29	1	0	1	27
spot14	102	42	1	0	1	36
空間	spot10	81	18	1	2	8	27

表2.1 埋立地と埋立地外の土の見かけ電気伝導度

高周波数ほど浅い面からの応答を示しており、Totalは5つの周波数の平均である。また表中の空間とは高台に位置するspot10（spot9と同じ位置）で上空に装置をかざし東西南北4方向で得られた応答結果を平均した数値でありC処分場における電磁場のバックグラウンド値ともいえる。spot7,8は堰堤であるが、spot7の値が極めて高い。これはここに埋め立てたというより放置や仮置きされた廃棄物が薄く覆土されたために応答が強くなったと推測される。
埋立地の場合、浅い層すなわち高周波数の応答から高めの値を示しているため土と区別することが可能と考えられる。

#### 2.3.3 D 処分場

側線は比抵抗探査 LineD-1 と共通であるが、座標軸が逆となっている。定点測定と歩行による測定を併用した。また、比抵抗探査よりも多くの堰堤斜面を探査したため電磁探査を実施した側線を図 2.7 に示す。

図 2.7 D 処分場における電磁探査側線

図 2.8 LineD-1_100m における電気伝導度

図 2.9 LineD-1_100mw における比抵抗断面変換図
LineD-1 では、多段堰堤（現在 23 層まで埋立）の 18 層を原点にとり、以降 19 層（11～22m）、20 層（22～33m）、21 層（33～44m）、22 層（44～75m）、23 層（75～100m）まで斜面に沿い探査を実施した。所見・考察は下記のとおり。

・22 層の 54m から天場となり、55m 付近にケーブルがあった。ピークはケーブルの影響と考えられる。

・23 層の斜面最下部には制御盤2台とケーブルがあった。側線はこの制御盤の間を通っているために22層平面部が23層に近づくにつれ応答が強まるのはこれらの影響と思われる。また、22層天場以下の応答よりもそれ以降の応答が高くなっている。これは22層と23層には天場という数mの平面があるため、この範囲の測定値は廃棄物層からの応答を反映している。逆に言うと堰堤斜面で天場と同等の強い応答がある場合はその堰堤が十分な厚みの土で施工されていないことが考えられる。

・23 層の 80m から天場となり、83m にシートがあったためここからが埋立区域となる。22 層の天場の応答に比べ強いのは 23 層の埋立区域は最終覆土がされていないことや埋立物の埋立時期の違い、つまり分解反応の進行の差が原因と推測される。これは図 2.9 の比抵抗断面浅層にも反映している。

・本来、装置は測定面と平行に保ち探査するため、斜面を調査する場合には斜面に平行になるように傾ける。しかしこの測定方法だと深さ方向のデータが斜面と平行にスライスされた面となるために比抵抗探査結果との比較が正確でなくなるおそれがある。そこで進行方向に対し装置を90度に保持することで各点のデータが比抵抗探査の深さと対応するような比較調査をしたところ、図と同様の結果が得られたため本調査では測定面による違いを考慮する必要がないことがわかった。

図 2.10 LineD-5_80mw における電気伝導度

図 2.11 LineD-5_80mw における比抵抗断面変換図
図 2.12 LineD-6_100mw における電気伝導度

図 2.13 LineD-6_100mw における比抵抗断面変換図

LineD-5,6 は、LineD-1 とは違う堰堤の面を調べるために探査をした。この 2 本の側線は歩行により行った。LineD-5 は 49m、LineD-6 は 50m から天場となった。LineD-5 は LineD-1 と同じように天場からの応答が強くなっているが、45m 付近でピークの乱れが見られる。これはケーブルが横断していたためと思われる。一方、LineD-6 では堰堤と天場の境界辺りでのピークの変化が見られなかった。84m 以降の応答の上昇はここから埋立の段が 50 センチ程度下がっておりその分だけ覆土が薄くなり電気伝導度の応答が高くなったためと考えられる。なお、LineD-1,5,6 の順に側線全体の電気伝導度の平均が減少する傾向にあった。

#### 2.3.4 E 処分場

側線 LineE-1 は比抵抗探査の LineE-2 にあたる。定点測定と歩行測定を併用した。また、比抵抗探査と異なる堰堤斜面を探査したため電磁探査を実施した側線を図 2.14 に示す。

図 2.14 E 処分場における電磁探査側線
図 2.15 Line E-1_95m における電気伝導度（堰堤）

図 2.16 Line E-2_95m における電気伝導度（堰堤）

図 2.17 Line E-3_60m における電気伝導度（堰堤）

図 2.18 Line E-4_60mw における電気伝導度（段）
図 2.19 Line E-7_50mw における電気伝導度（天場）

図 2.20 LineE-1_95m における比抵抗変換図（堰堤）

図 2.21 LineE-2_100m における比抵抗変換図（堰堤）

図 2.22 LineE-3_60m における比抵抗変換図（堰堤）

図 2.23 LineE-4_60mw における比抵抗変換図（段）
図 2.24 LineE-7_50mw における比抵抗変換図（天場）

LineE-1,2,3 における堰堤の応答は全て天場に入った箇所で強くなっている。LineE-4 の段ではグラフではばらつきが見られるが、応答値が低いため微少な変動が強調されているだけであり比較的一定した値といえる。LineE-7 の天場で側線 20～32m 範囲にかなり強いピークが現れているがこの原因は埋立物の違い、特に金属のような良導体が埋まっているためではないかと思われる。

比抵抗断面変換図を構造毎に分けてみると、堰堤では天場を境界に比抵抗の違いがある程度の厚みとしてコンター化されている。段では応答グラフと同様に深さ方向でも比抵抗の一様な厚みとなって示されている。天場では表面の高比抵抗層の下が低比抵抗の廃棄物層になっているとこが分かる。ただし応答グラフに現れたピーク位置にその原因と考えられるような物体の存在は映らなかった。

#### 2.3.5 F 処分場

本稿では B 処分場の結果は省略しているが、同じ処分場の別区画で調査したためその結果を示す。主な概要は平成 20 年から埋立しており、埋立面積 $ 25,470m^{2} $ 、埋立容量 $ 329,198m^{3} $ の一廃・産廃を埋める管理型処分場である。歩行測定により探査を行った。

図 2.26 Line F_2000mw における比抵抗変換図
37m から斜面が始まり、堰堤が7層続き、139m から天場となっている。146m にシートがあることからこれ以降が廃棄物層にあたる。ただし、長い斜面を歩行により探査したため数 m 程度の誤差が生じたおそれがある。この誤差を考慮するとシート境界以降から廃棄物層由来と考えられる強い応答が現れている。比抵抗断面でもこの違いが分かるが、25～70m における緑色部分の層の厚みがそれ以降の堰堤における応答とは大きく異なっている。

### 2.4 結論

本研究の結果から、電磁探査法により見かけ電気伝導度を指標とすることで土堰堤と廃棄物層の違いを区別出来ることが分かった。

また比抵抗断面変換によってもほぼ同様に境界となる位置の特定と層厚の違いの確認が出来た。しかし、本稿で示した比抵抗断面のコンターは、異常値データのスムージングや周辺からのノイズ影響除去のためのキャリブレーションを行っていないために、比抵抗や深さの数値をそのまま使用するのではなく応答の強弱を視覚的に判断するに留めるべきである。ただし本格調査を実施する前の初動調査という位置づけであれば十分その役割は果たせると考えられる。

本手法をより精度良い調査方法として確立していくためには、比抵抗探査や弾性波探査などの別の探査との組合せにより整合性をとること、掘削やボーリングなどによりサンプリングが可能であれば探査で得られた応答が探査対象物の何に起因しているのか物性調査により類型化していくことなど、今後も検討すべき課題は残されている。

### 2.5 参考文献

1) 物理探査ハンドブック Ⅱ手法編3巻 第6章電磁探査 社团法人物理探査学会

2) Mitsuhata, Y., Uchida, T., Matsuo, K., Marui, A., and Kusunose, K., 2006, Various-scale electromagnetic investigations of high-salinity zones in a coastal plain: Geophysics, 71, B167-B173

### 2.6 研究発表・論文発表

磯部友護、大石修、大野博之、遠藤和人（2012）：複数の物理探査を用いた最終処分場における内部構造の把握手法の検討，第23回廃棄物資源循環学会研究発表会，pp.499-500

### 2.7 知的財産権取得状況や特許等出願状況

特になし。
## 参考资料 3 弹性波探査を用いた内部構造の把握

独立行政法人国立環境研究所 遠藤和人

### 3.1 はじめに

我が国の廃棄物最終処分場は山間部に設置されることが多いが、埋立廃棄物の深さや堰堤の構造によっては斜面崩壊を引き起こす恐れがある。古い処分場や、やや不適正な最終処分場の場合、堰堤の図面が資料として残っていなかったり、図面通りに施工されたかどうかが曖昧なケースがある。堰堤は遮水構造機能も有していることから、むやみに掘削したりボーリング調査を行ったりすることが難しく、可能であれば非破壊検査法によって堰堤構造を把握できることが望ましい。本調査は、非破壊検査手法の一つである弾性波探査を用いて、廃棄物最終処分場の土堰堤構造解析を目的に実施したものである。また、参考資料2～3において実施した物理探査（比抵抗探査、電磁探査）と同じ側線で実施することで、それぞれの物理探査手法における特徴についても言及した。弾性波探査にはP波を用いた屈折法弾性波探査と、S波を用いた表面波探査の2種類があることから、2つの手法によって構造解析を試みた。

### 3.2 屈折法弹性波探査の調査手法

#### 3.2.1 探查概要

産業廃棄物の管理型最終処分場の土堰堤構造と緩み状況等を把握するための一手法として、P波速度による探査性能を確認する目的で実施した。屈折法弾性波探査の概要を下記に示す。

## (1) 探查方法

屈折法弹性波探査である P 波を適用した。受振点間隔は 2～3 m、起振点間隔は 8～12 m とした。

## (2) 側線

側線の一覧をを表 3.1 に示す。いずれの側線も、第 2～3 章で示した Line1、2、3 と同様の側線とした。

表 3.1 屈折法弹性波探査実施側線の一覧

測線名	測線長(m)	受振点(m)	位置
Line1	135.8	3	法面～天端面縱断
Line2	94	2	上段法面橫断（小段沿 $ v $ ）
Line3	94	2	法肩背後天端面橫断
合計	323.8	---	---

## (3) 使用機材

屈折法弹性波探査に用いた使用機器の一覧を表3.2に示す。

## (4) 测定状况

基準点と屈折法弾性波探査の測定状況を写真3.1に示す。
表 3.2 屈折法弹性波探査に用いた使用機器の一覧

名称	型式	仕様	台数	製作所
デジタル記録器	McSEIS S X48型MODEL-1126C	周波数特性4.5～4600Hz48成分	1	応用地質(株)
受振器	ランド型	固有周波数28Hz上下動・1成分	48
テイクアウトケーブル	本線ケーブル	24成分	2巻	自社製
その他	大ハンマ、ハンマスイッチ、鉄板(φ300)、トランシーバー、100m用検縄、破砕薬(ガソサイー)、光波測量器(CS-20型)
解析ソフト	高精度屈折法解析ソフトウェア(SisImager/2D)	応用地質(株)

① 水準測量基準点：4 九 H11-117（EL=253.100 m）およびT5 孔の管蓋面（EL=254.215）

② 屈折法弹性波探査の測定機器一式

③ 受振器设置（28 kHz 上下 1 成分）

写真 3.1 屈折法弹性波探査の測定状況（つづく）
④ ハンマ打撃による起振

⑤ データ取得状況

写真 3.1 屈折法弹性波探査の測定状況

## (5) データ取得方法

① 測定条件（P 波屈折法弹性波）は、成分数：48、サンプリング：200 μs、メモリー長：2048、スタッキング：2～4 回程度（ハンマ打撃）、スタックモード：加算、トリガー：ハンマスイッチ、起振方法：ハンマ打撃を主体に測線端で破砕薬（ガンサイザ）を併用。

## ② 記録波形の例（ノーマライズ処理表示）

Line1 起振点 0.4 m（ハンマ打撃）

Line2 起振点 1.0 m（ハンマ打撃）

Line1 起振点 $ 0.4 \, m $ （破碎菜 1 本 $ 120 \, g $ ）

注）Line2 のみ 4.5 Hz 型受信機使用

Line3 起振点 93.0 m（ハンマ打撃）

図 3.1 屈折法弹性波探査の記録波形例
#### 3.2.2 探查結果（P波屈折法）

解析結果の全体像を図3.2の速度パネルダイヤグラムに、各測線の解析結果を図3.3～図3.5の走時曲線とP波速度断面図に示す。解析は走時曲線を“ハギトリ法”で検討し、速度断面を“トモグラフィ（的）法”（この詳細は、巻末資料に示す）で求めた。このトモグラフィ法では、下記の2つの条件でそれぞれ行い、その結果を比較、検討することで解釈精度を向上させた。

○ 解析 1：深いほど速度増加すると仮定した一般的な方法

○ 解析 2：深いほど速度増加すると仮定しない方法（速度逆転層の有無を検討）

## この検討結果を下記に示す。

① 解析精度は、測定走時と理論走時との平均残差（RMSE：二乗平方根平均誤差）で検討すると、解析1で1.45～4.78ms、解析2で1.44～3.41msと、両方とも良好であったが、解析2で小さく少し向上した。速度構造の確度は、パス（波線経路）密度が高く解析1、2の結果が一致した部分で高く、パス密度の低い深部や端部および解析1、2の結果が不一致の速度逆転層等で低い。

② P 波速度値は $ V_{p}=0.3\sim0.9km/s $ の範囲で、その構造は全体的に、深いほど速度増加する一般傾向を示すものの、解析 2 で速度逆転層の挟在が不明瞭ながら推定される。

③ 相対的に低速度層が厚い箇所が、法面およびLine-2の終点側に見られる。

④ Line1 と比べ、Line2、3 で高速度層が浅くなる交点直下の不一致が認められる。この要因として、測線長が長く、法尻の起振など立体的に測定した Line1 で速度逆転層が反映され易いのに対し、Line2、3 では平坦な天端面のみの起振・受振のため、原理的に速度逆転層が反映され難いことが挙げられる。

図 3.2 P 波速度パネルダイヤグラム（解析 2 の結果）
解析 2: 深いほど速度増加すると仮定しない方

図 3.3 走時曲線と P 波速度断面図 (Line1)
解析 1: 深いほど速度増加すると仮定した縮尺=1/1000

解析 2: 深いほど速度増加すると仮定しない

図 3.4 走時曲線と P 波速度断面図 (Line2)
解析 1: 深いほど速度増加すると仮定した方

解析 2: 深いほど速度増加すると仮定しない方

図 3.5 走時曲線と P 波速度断面図 (Line3)
### 3.3 表面波探查

#### 3.3.1 探查概要

産業廃棄物の管理型最終処分場の土堰堤構造と緩み状況等を把握するための一手法として、表面波≡S波速度）による探査性能を確認する目的で実施した。表面波探査の概要を下記に示す。

## (1) 探查方法

2次元表面波探查法の一手法である高精度表面波探查法を適用した。

## (2) 側線

表面波探査を実施した側線を表3.3に示す。測線は屈折法弾性波探査と同じ測線で実施したが、Line 1では本探査の適用性を考慮して天端の平坦面のみとした（表面波探査は基本的に平坦な場所にしか適用できない）。

表 3.3 表面波探査実施側線の一覧

測線名	測線長(m)	受振点間隔(m)	起振点間隔(m)	備考
1	86	2	4	法肩～天端面縱断測点49.8～135.8m区間
2	94	2	4	上部法面小段沿 $ l $
3	84	2	4	天端面
合計	264	---	---	---

## (3) 使用機器

表面波探査に使用した機器の一覧を表3.4に示す。

表 3.4 表面波探査に使用した機器の一覧

名称	型式	仕様	台数	製作所
デジタル記録器	Mcseis-SX48型	48成分4.5～4600Hz	1台	応用地質(株)
受振器	ランド型	4.5Hz型	48個	応用地質(株)
観測線	多連式観測線	24成分	2巻	自社製(株)
その他	大掛矢(10kg)、ハンマスイッチ、検縄
解析ソフト	高精度表面波探査解析ソフトウェア(SeisImager/SW)	応用地質(株)
## (4) 测定状况

弾性波探査の測定状況を写真3.2に示す。

① 表面波探查测定機器一式

② 観測線の展開

③ 受振点間隔 2 m

④ 受振器设置（4.5 Hz 型）

⑤ 起振（10 kg カケヤ）

⑥ データ取得

写真 3.2 表面波探査の実施状況
(5) データ取得方法

①測定条件（表面波）

☐ 成分数：48

☐ サンプリング：1ms

☐ メモリー長：2048

☐ スタッキング：2回

☐ スタッキード：加算

☐ トリガー：ハンマスイッチ

☐ 起振方法：10kg カケヤで鉄板を打撃

②記録波形の例（ノーマライズ処理表示）

(1) Line1 起振点 $ 139 \, m $

(2) Line2 起振点 -3 m

図 3.6 表面波探査の記録波形例（つづく）
(3) Line3 起振点 -3 m

図 3.6 表面波探査の記録波形例

#### 3.3.2 探查結果

解析結果の全体像を図3.7のS速度パネルダイヤグラムに、各測線の解析結果を図3.8～図3.10の分散曲線とS波速度断面図に示す。

①解析精度は、読み取り分散曲線と理論分散曲線の平均残差（RMSE：二乗平方根平均誤差）で検討すると、3.5～5.9%（11～14m/s）と小さく良好であった。但し、速度構造の確度は、一般に深部や端部ほど低い。

②S 波速度値は $ Vs=160\sim300m/s $ の範囲を示し、その構造は、全体的に深いほど速度増加するものの、前項の屈折法結果と比べ、速度逆転層の挟在が明瞭に検出された。

③相対的に低速度層が厚い箇所は、屈折法と同様に、法面およびLine2沿いに見られる。

図3.7 S 波速度パネルダイヤグラム
分散曲線：cmp_007800.sg2

図 3.8 分散曲線と S 波速度断面図 (Line1)
図 3.9 分散曲線と S 波速度断面図 (Line2)
図 3.10 分散曲線と S 波速度断面図 (Line3)
### 3.4 探査結果の考察

#### 3.4.1 統合的な解釈

表面波探査の結果による S 波速度断面図では、深いほど速度増加している断面ではないことがわかる。そこで、屈折法による P 波速度断面図としては、解析 2 の結果を採用することとした。ここでは、この統合的な解釈結果を下記に示す。

## (1) 探查性能

各記録波形や解析で得られた分散曲線等の検討から考察される探査性能を表3.5に示す。

表 3.5 屈折法と表面波探査の探査性能

項目	P波屈折法(Vp)	表面波探查(Vs)	備考
速度值	約0.35～0.85km/s	約160～300m/s	図3-1参照
最大受振距離	ハンマ-打撃	約60～80m	約20～90m以上	屈折法は図1-1参照表面波は図2-1参照
破砕薬(カンサイ1本:120g)	約120m	---
波長	ハンマ-打撃	約3～15m	約5～50m
破砕薬(カンサイ1本:120g)	同上	---
可探深度(m)	約10～30m測線長の1/4～1/7	15～20m波長の1/3	屈折法は図1-2参照表面波は図2-2参照注)既存ポーリングとの対比が必要
分解能(m)	波長または受振点間隔2～3mと同程度?	波長または受振点間隔と同程度?
一般的適用性	速度逆転層(硬軟互層)の検出	孔中受振等立体的な測定で可	可(薄層は困難)	---
凹凸地盤の適用性	可(地形補正可)	傾斜20°以内の凹凸で可	---

## (2) 構造物や速度との相関

## ① 土堰堤

実測した Line1 の 0 m 地点とコンクリート堰堤天端との離間距離（9.9m）と比高（4.0m）を根拠に土堰堤施工計画図と P 波速度断面図を重合させて図 3.11 に示す。測点 10 m 付近の $ V_{p} = 0.6 \, km/s $ の凸部は、下段土堰堤のセメント改良土部を反映した可能性があるが、中～上段の土堰堤構造と P 波速度構造との整合性は認められない。法面浅部の 0.35～0.6 km/s の低速度層は、解放面が広がる上部ほど徐々に厚くなる一般的な緩みを反映している。法肩で 0.5 km/s が浅くなるのはジオグリッドによる剛性の増加を反映した可能性がある。
断前区 s-1:250

図 3.11 土堰堤と P 波速度構造との相関

## ②緩み部

相対的には、法面と Line2 沿いに低速度層が厚くなっているが、下記に示す弾性波速度の一般的事項を参考にすると、最低値 Vs=160m/s であることから、換算 N 值=6 相当（比較的低い値ではあるが）以上であり、下記に示す擁壁の耐久判定基準に従えば、背後の地盤として危険度の高い状態ではないことがわかる。
<弾性波速度に関する一般的事項>

弾性波速度は、次式に示すように媒質の弾性定数と密度によって決まる。

Vp=(k+4G/3)/ρ) $ ^{1/2} $ 、Vs=(G/ρ) $ ^{1/2} $

ここに、Vp:P波速度、Vs:S波速度

k:体積弾性率、G:剛性率、ρ:密度

媒質が違うと、一般に密度よりも弾性定数が大きく変化するので、弾性波速度の変化は、主に弾性定数の違いを良く反映する。すなわち、体積弾性率（縮み難さ）や剛性率（ねじれ難さ）が大きいほど、弾性波速度は大きい値を示す。Vp値は、地下水の速度（≡1.5 km/s）に影響され、各土質の力学特性を十分に反映し難い。また、一般に水溶性ガスを含むと地下水面以深でも1500m/sに達しない。Vs値は、地下水の速度に影響されない（地下水のセン断抵抗力=0）ため、Vp値と比べ各土質の剛性をよく反映する。このため、下記に示す今井の式 $ ^{1} $ を利用すると、Vs値からN値を換算し、地盤強度を推定することが可能である。

換算 N 值＝（Vs/C） $ ^{1/m} $

C=97m/s, m=0.314（今井の式 $ ^{1)} $ ）
C=100m/s, m=0.5（シルト層）
C=50m/s, m=0.75（粘土層）
C=55m/s, m=0.55（砂層）
C=60m/s, m=0.45（礫層）

擁壁の耐久性判定基準として、国土交通省国土技術政策総合研究所都市研究部の「既存造成宅地擁壁の耐久性に関する実態調査」では、 $ V_{s}=100\ m/s $ が緩みによる危険度の目安としている。

S波速度(m/s)	危険度区分
壁体	背後の地盤
1000以上	かつ100以上	小
500～1000	かつ100以上	中
500未満	又は100未満	大

③その他の一般的解釈

Vp 值と Vs 值の一般的な統合的解釈方法は下記に示すとおりである。

この解釈結果を、図3.12～図3.14に示す。

○ Vp,Vs 值と共に高速度の場合：締まって良好な箇所

○ Vp値が高く、Vs値が低い：宙水など、高含水で軟質な（剛性が小さい）箇所

○ Vp 值、Vs 值が共に低い：緩い箇所
図 3.12 (a) 統合解釈結果（Line1）の P 波屈折法
図 3.12 (b) 統合解釈結果（Line1）の表面波探査法
図 3.13 (a) 統合解釈結果（Line2）の P 波屈折法
図 3.13 (b) 統合解釈結果（Line2）の表面波探査法
図 3.14 (a) 統合解釈結果（Line3）の P 波屈折法
図 3.14 (b) 統合解釈結果（Line3）の表面波探査法
#### 3.4.2 P 波屈折法の特性と適用性について

屈折法（P波、S波共に）は、地表面のみの測点の場合、速度の反転層（深い部分で速度の遅くなる層）を原理的に適切に捉えることが難しい。今回のLine1のP波屈折法では、法面部にも測点を設置することで、図3.12に示すような、より適切なP波速度断面図を得ることができている。

屈折法では、立体的な測定をした範囲内（パスが透過した範囲）で速度逆転層の有無が原理的に検討可能となる方法である。Line1は法面緩みを把握するとして、地形的に安定な法尻から起振することで、法面全体を深部からの屈折波で捕捉するようにした。受振・起振点が地表面（埋立面＝転圧面と平行）のみで適用可能なのは、風化帯のような深いほど速度増加する場合に限定される。速度逆転層（硬軟互層やキャップロックなど）が存在するような構造の場合は、地表面部分だけの測点による屈折法では、臨界屈折波（地下に侵入して地表にもどってくる波）が原理的（スネルの法則）に発生しないので屈折法は適用不可となる。最終処分場の場合、地下の速度構造は複雑であり、速度の逆転層が存在する構造となりやすい。こうした場合、地表面だけでの屈折法の適用は、原理的な問題を抱えることとなり、原則的には、適用不可と考えるべきである。但し、今回のように法面がある場合のほか、既往ボーリング孔に孔中受振器を吊り下げて、地表とトモグラヒイ探査を行えば適用性は上がる。

このようなことから、法面に測点がない場合、深いほど速度増加すると仮定しない方法（速度逆転層の有無を検討）の解析（今回の解析2）を用いることは、本来、原理的には不適切であるということになる。

仮に Line1 において、法面部の測点が存在しないと仮定して P 波速度断面を作成すると、図 3.15 のような断面が作成できる。この図では、深いほど速度増加すると仮定しない方法で解析を行ったものと、本来は原理的に不適切であるが、深いほど速度増加すると仮定した方法の 2 種類を示した。この場合の大きな特徴は、図 3.16 にも示すように、パスの深度が法面に測点がない場合には、ある場合に比べて 30 m ほど浅くなる点である。まず、この点で、深い深度における P 波速度の信頼性に欠けることになる。すなわち、法面に測点のない場合、可探深度は約 15 m 程で、P 波屈折法では測線長の約 1/5 といわれている点から、妥当な可探深度といえる。

こうした法面の測点の影響は、図3.17に示すように、S波速度断面から推察されるジオグリッド補強部や深い深度（標高240 m程度以下）の高速度層の凸構造の把握に大きく影響を及ぼす。すなわち、法面に測点がある場合には、これらのS波速度断面に現れた特性をある程度P波速度断面でも表現できているのに対して、法面に測点がない場合には、これら高速度部の構造を適切に把握できていない可能性がある。

以上のように、P 波屈折法では、天端部だけでなく、側面からのデータを得る（今回の場合は、法面に測点を設ける）ことが、より適切な P 波速度分布を捉えることに欠かせないといえる。
図 3.15 (a) Line1：法面部の測点がない場合を想定（解析1）して作成した P 波速度断面図

図 3.15 (b) Line1：法面部の測点がない場合を想定（解析2）して作成した P 波速度断面図
パスの最下深度は、法面の測点がない場合、標高240m程度までであるが、法面に測点を設けている場合、標高210mまでと30mほど深く捉えることができている。

図 3.16 Line1 において法面部の測点がない場合（図の上）と測点がある場合（図の下）を想定して作成した P 波速度断面図（パス記入図）の比較（解析 2 を用いた方法であるが、解析 1 でも傾向は同じ）
S 波速度断面図から推定される高速度部の凸構造が、法面測点有ではある程度出ているが、法面測点無ではほぼ水平の構造を示す。

図 3.17 Line-1 において、解析 2 を用いて、法面部の測点がある場合（図の上）と測点がない場合（図の下）を想定して作成した P 波速度断面図の比較

#### 3.4.3 一般的な弾性波速度の特性からみた探査の可能性

## (1) S 波速度からの N 值換算

前述したように、地盤のＳ波速度とＮ値との関係は、いくつかの関係式が示されている。こうした関係は、土壤化の過程にある廃棄物層でも成り立つ。図3.18は、国内のさまざまな地盤（埋立土、沖積層、洪積層、第三紀層）に対して標準貫入試験から得られたＮ値とＰＳ検層によるＳ波速度との関係を示したものである。砂質土（黒塗りマーク）と粘性土（白抜きマーク）とでは
若干傾向が異なり、同一の N 值に対して粘性土は砂質土よりも高い S 波速度を示している。この図に、ある処分場の廃棄物層の値をプロットした例 $ ^{2)} $ を示しているが、廃棄物層においても Imai らのデータのばらつきの範囲内に収まっていることが分かる。なお、図 3.18 に示した相関式と今井の式 $ ^{1)} $ とでは、ほとんど変わらないものとなっている。

図 3.18 各種地盤の N 値と S 波速度の関係（黄色線は今井の式 $ ^{1)} $ ）

以上のことから、廃棄物層においても、表面波探査から得られたS波速度をN値に換算してもある程度差支えないと考えられる。そこで、図3.19～図3.21にそれぞれの測線から得られたS波速度分布図をN値に換算した。なお、図3.18からもわかるように、図3.18の式は従来の今井の式とほとんど変わらないので、図3.19～図3.21は、広く用いられている今井の式で換算した。

図 3.19 Line1 の換算 N 値の分布（今井の式）
図 3.20 Line2 の換算 N 値の分布（今井の式）

図 3.21 Line3 の換算 N 値の分布（今井の式）

## (2) S 波速度からの廃棄物層の強度の推定の可能性

一般に弾性波速度は、岩盤の分類の基準として用いられることが多い $ ^{3)} $ 。また、S波速度と一軸圧縮強度の関係は、未固結土での関係が示されている $ ^{1)} $ 。これによると、一軸圧縮強度が大きくなるとS波速度は増加しており、これらの関係は、良い相関性を有していることが報告されている。また、セメントと粘土を混合させた改良地盤でもS波速度と一軸圧縮強度の相関性が示されている $ ^{4)} $ 。N値と同様に、廃棄物層のS波速度と一軸圧縮強度との相関性が求められれば、処分場の安定性を検討するための資料として有効となろう。今後、そうした検討が望まれる。
### 3.5 参考文献

1) 今井常雄・吉村正義(1972): 地盤の弾性波速度と力学的性質, 物理探鉱, Vol.25, No.6, pp.283-292.

2) T. HACHIMURA, M. YAMANAKA, H. OHNO and S. HASEGAWA (2010): New Investigation Method to Estimate Waste Properties of Existent Landfills, Proc. of the Twentieth (2010) Int’l Offshore and Polar Engineering Conference, pp.739-742.

3) 岡本隆一・緒方正虔・小島圭二（1984）：土木地質（新体系土木工学 14 土木学会編），技報堂出版，226p.

4) 楠見晴重・芦田譲・西田一彦・河口琢哉・林徹明（2000）：S波反射法による地盤中のセメント混合改良層の連続的な強度分布の評価法，土木学会論文集，No.666/Ⅲ-53, pp.333-338.

### 3.6 研究発表・論文発表

特になし。

### 3.7 知的財産権取得状況や特許等出願状況

特になし。
### 4.1 はじめに

#### 4.1.1 研究の背景

廃棄物最終処分場の土堰堤は、斜面安定解析が実施されているものの、古い処分場などでは、その安定性が十分に検討されているか資料が残っていない場合も多い。また、中間覆土や最終覆土の締固め管理も実質的には行われていない場合が散見される。最終処分場の埋立事業を、造成工事の一環と考えれば、将来的な沈下特性等や防災を考慮する上で、締固め管理は重要な品質管理項目となる。しかしながら、構造安定性を解析するための廃棄物層の物性について、十分な知見がなく、数少ない文献からデータを得ていることや、安全側の解析として粘着力を適宜変化させて評価するなど、安定解析時に種々の工夫させているのが実態である。そのため、施工後の土堰堤等の強度を非破壊で検査する手法の開発と確立が望まれている。

#### 4.1.2 研究の目的

共同命令以前に整備された一般廃棄物処分場の土堰堤部にて、非破壊検査手法の一つである落球探査を実施し、検査から得られる変形係数（地盤変形を線形弾性論で評価する際のヤング係数に等しい。次元はＭＬ^{-1}Ｔ^{-2}）について取り纏め、一般的な地盤と比較することで、土堰堤の強度について検討する。

### 4.2 研究方法

#### 4.2.1 調査方法

落球探査は、加速度センサーを内蔵した半球状の金属製重錘を用いるサウンディング手法である。写真4.1と図4.1に探査状況と機器構成を示す。重錘の仕様は、測定の迅速性や機動性を追求しつつ、測定深度や測定精度の性能面も考慮して「操作や移動が人力で無理なく可能なこと」、「測定深度は一般的な盛土施工における1層の厚さ（30 cm）以上とすること」の2つを原則として、重錘質量19.1 kg、落下高さ50 cmとすることで決定した。

写真 4.1 落球探查状况

図 4.1 落球探査の機器構成
#### 4.2.2 探查原理

探査原理は Hertz（ヘルツ）が提案した弾性球体の接触理論に基づいており、重錘の着地を半径無限大の球体とみなされる地球（地盤）と、もう一つの球体である重錘との接触事象ととらえ、その挙動から地盤の変形係数 E を推定する方法である。図 4.2 に示す通り、重錘の着地時に加速度センサーで捉えた衝撃波の継続時間（接触時間）は地盤が軟らかい（＝E が小さい）ほど長く、硬いほど短くなるため、接触時間から地盤の E を算出することができる。このとき、経験的な相関式を用いず、Hertz 理論式に接触時間を代入して E を算出している。また、弾性理論を用いて、E から地盤反力係数 $ K_{30} $ （平板载荷試験結果における $ K_{30} $ に相当）を算出することができる。

図 4.2 地盤の硬軟と接触時間の関係（概念図）

図 4.3 調査地点平面図

#### 4.2.2 探查地点

一般廃棄物処分場の土堰堤を対象として、図4.3に示す5地点（No.1～5）において落球探査を実施した。一例として実施地点のNo.1～2を写真4.2に示す。落球探査の標準仕様（落下高さ50 cm、重錘質量19.1 kg）にて、落下回数は各探査箇所につき1回の測定とし、全部で55カ所の調査を行った。

写真 4.2 調査地点 No.1 と No.2

写真 4.3 調査地点 No.4 の様子

### 4.3 研究結果

落球探査 5 地点、55 カ所の測定結果（変形係数 E と地盤反力係数 $ K_{30} $ ）を表 4.1 に示す。解析時に使用したポアソン比は、砂礫土に相当する 0.25 を用いた。探査結果における特異点影響を小