地中レーダによる凍結深さの探査

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  • Investigation for frost penetration depth using the GPR
  • チチュウ レーダ ニ ヨル トウケツ フカサ ノ タンサ

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抄録

東北日本や山間部などの寒冷地では，冬季に凍上が発生する。凍上とは，地中の間隙水が凍結することによりアイスレンズとなって膨張し，地面が盛り上がる現象である。凍上により舗装路面や埋設物が変形するなどの被害を受けることがある。特に高速道路では運転に支障を来たすこともある。<br> 凍上の範囲は，路面の凹凸を測定することにより推定することができる。しかし，この方法は凍結深さがわからないという欠点がある。凍結深さを知るには，ボーリングや開削調査によって行われるが，2次元的な広がりを推定することができない。凍結深さがわからないと，凍上を生じない土質に置きかえる工法などを具体的に検討することができない。<br> 筆者らは非破壊的に凍結深さを探査する方法として地中レーダ探査(GPR)を試みた。高解像度の記録を得るため，パルス幅1nsの地中レーダ探査装置を使用した。<br> 北海道の道東自動車道において，プロファイルの時間変化を調べるため秋と厳冬期に繰り返し（タイムラプス）測定を実施した。取得したプロファイルについて差分処理を行ったところ，2つのプロファイルに明瞭な差が認められた。<br> プロファイル測定と同様に，CMPギャザーについても2回取得し，電磁波速度の変化を捉えることができた。地盤の凍結に伴って，厳冬期の電磁波速度は凍結前より大きな値を示す。<br> 地中レーダ探査の結果に基づき，ボーリングと開削調査を実施した。地中レーダでプロファイルと電磁波速度の両方に変化があった地点では，アイスレンズが認められた。<br> 凍上は切土区間に多く発生し，盛土区間ではほとんど発生しない。地中レーダの結果により推定した凍結区間は，このような地形条件とも整合的であった。<br> 本研究の結果，凍結深さを非破壊的に探査する方法として地中レーダが有効であることが示された。<br>

収録刊行物

  • 物理探査

    物理探査 60 (4), 315-326, 2007

    社団法人　物理探査学会

参考文献 (11)*注記

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