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應用于河川堤防調查例

鈴木  晴彥  佐藤  信一（應用地質股份公司）、辻 孝廣（財團法人國土技術研究中心）

1. 序言

以前已經報道過（除鈴木外，2001），在表面波探測的填土地基及河川堤防中采用人工振源的表面波探測應用實例。其結果顯示PS測井結果和標準侵入試驗結果好的對應，如果快速簡單地把握廣大范圍S波速度模型的調查法是有力的方法，那么測量分析簡單的表面波探測就可以確認。

該報告中，介紹一下河川堤防中非常具體的調查對象的調查結果。對象是舊河道域的把握及地基改良區間的確認。

2. 表面波探測測量法及分析法

數據收集系統采用OYOGEOSPACE公司生產的DAS-1。地震檢波器采用固有頻率4.5Hz的縱向波動態受振器，2m間距設置24個。在這展開的一端，利用榔頭對地面施加振動力，激發表面波。沿著測線方向使地震檢波器展開前進4m，再進行測量。起振點間隔是4m。舊河道域確認調查300m測線的測量大約需要半天完成、地基改良區間確認調查150m測線的測量大約需要兩個小時就完成了。表1顯示了表面波探測的調查和分析效率。

表1  表面波探測調查  分析效率

位相速度的計算方法是根據位相漂移采用了將該波形轉換成頻率-相對速度的方法（Park et al.,1999），林（2001）通過CMP分析計算模擬相同起振點記錄。

位相速度逆分析中，從頻率和位相速度計算表面波的波長，計算粗略的速度模型（初期模式）。初期模式要計算理論離散曲線，從觀測波形計算與得到的離散曲線之差（余數），余數越小，采用最小平方法修正模式，最后求出速度模式。計算每次模擬相同起振記錄的1次元S波速度模型，在測線上排列顯示，作為二維S波速度模型來表現。

3. 舊河道域確認調查應用例

測線在治水地形分類圖上選定舊河道顯示處。
 

圖1是CMP距離-114m中模擬相同起振點記錄和頻率領域的相對速度分布。圖1下圖的黑圓點是讀取的表面波位相速度。圖2是計算的所有位相速度。CMP距離在-126m到-10m間位相速度形狀產生變化，暗示著速度模型橫向變化

（圖2（c）（d）（e））。CMP距離在-6m到46m間，頻率10Hz以上的位相速度與其他點70-80m/s相比極端晚（圖2（f）），據推斷該領域分布著低速度層。
 

圖3是表面波探測結果及地質縱向截面圖。地質縱向截面圖是通過聲波檢測（利用小型地震儀原理的小型動態錐形侵入試驗）及簡單采樣（用振動錘打進小口徑采樣機選取）的地址調查結果為基礎制成的。

下面總結了舊河道域確認調查結果。
 

（1）距離-200m~-110m區間

標高12m左右S波速度朝深度方向產生急劇變化。該速度界面幾乎是水平的（圖3中灰色和黑色區域部分）。該速度層界面以下部分的S波速度大于160m/s，上部的S波速度在

80m/s~110m/s之間產生大的變化就不能看見。如果通過聲波檢測及采樣結果，是松散砂質土層分布區間。
 

（2）距離-110m~-20m區間

S波速朝深度方向急劇變化的深度，在距離0m左右處漸漸加深，在距離-20m左右處達到標準高度9m附近。在該速度界面以下部分的S波速在160m/s以上幾乎不變，而速度界面以上部分的S波速，在距離-70m～-40m左右處，達到標準高度13m附近稍微偏大。

此區間與松軟的沖擊粘土比較厚的堆積區間基本一致。

（3）距離-20m~+50m
























 

        S波速朝深度方向急劇變化的深度，在上流側若干淺的傾向就產生（從標高從9m到10m）。其下部分S波速度與其他區間相同，上部分速度會比較小，大約是80m/s，與其他區間相比有較大差異。該區間與沖擊腐質土壤和沖擊有機質粘土堆積區間的厚度幾乎一致。

4.地基改良區間確認調查應用例

為了討論能否通過非破壞充分理解地基改良等工程措施范圍，該探測根據過去的擠密砂樁地基改良在施工處實施。地基改良以基礎地基薄層狀分布的松軟砂層為對象，實施防止液狀化對策。
 

圖4顯示了CMP距離63m中模擬相同起振點記錄和頻率領域的相對速度分布。查看該圖，如果頻率越高，位相速度就越快，異常分散的傾向就越顯著。圖5，在CMP距離59m附近，從所有位相速度中，能確認位相速度形狀的廣泛變化（圖5（d）。
 

圖6所示為地面波探測結果及地質結構截面圖。據探測結果證實，在堤體的最下部，側面打樁施工法施工時修筑的側面護襯和估計很緊密的部分，大約有1m的厚度，連續均勻地分布在距離50m左右的上游部位。