JP5016550B2 - Ground survey equipment - Google Patents

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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

本発明は、地盤調査装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、地盤陥没の発生可能性の評価に用いて好適な地盤調査装置に関する。   The present invention relates to a ground survey device. More specifically, the present invention relates to a ground investigation apparatus suitable for use in evaluating the possibility of occurrence of ground depression.

地盤の陥没は、一般には、炭鉱等の採掘後地中に残地された空洞やトンネル掘削時に残地された空洞など人工的な空洞が崩落することによって発生すると考えられている。特に、図１１（Ａ）に示すように、道路や鉄道あるいは導水路などのトンネル１０１を建設する場合は、実際のトンネル１０１の断面よりも大きい断面で地盤１０２が掘削される場合もあり、さらに、建設されたトンネル１０１の外周面と掘削された地盤空洞の内周面との間のすき間が埋め戻されずにトンネル１０１の外側近傍に空隙１０３が残地されていることがある。そして、図１１（Ｂ）に示すように、トンネル１０１の背面に残された空隙１０３即ち人工的な空洞が崩落することによって地盤１０２の陥没が発生すると考えられている。なお、地盤中の空洞を原因としては、地表面が一気に落ちることによって地盤陥没が発生する場合と、崩落を繰り返しながら空洞が徐々に上昇して地盤陥没が発生する場合とがあると考えられている（非特許文献１）。   It is generally considered that the subsidence of the ground is caused by collapse of artificial cavities such as cavities left behind in mines such as coal mines and cavities left after tunnel excavation. In particular, as shown in FIG. 11A, when a tunnel 101 such as a road, a railroad, or a waterway is constructed, the ground 102 may be excavated with a cross section larger than the cross section of the actual tunnel 101. In some cases, the gap 103 between the outer peripheral surface of the constructed tunnel 101 and the inner peripheral surface of the excavated ground cavity is not backfilled, leaving a gap 103 in the vicinity of the outside of the tunnel 101. Then, as shown in FIG. 11 (B), it is considered that the depression of the ground 102 occurs due to the collapse of the gap 103 left behind the tunnel 101, that is, the artificial cavity. In addition, it is thought that there are cases where ground depression occurs due to a sudden drop in the ground surface, and there are cases where ground depression occurs due to the gradual rise of the cavity with repeated collapse. (Non-Patent Document 1).

川本：地盤陥没災害と地下空洞調査について，物理探査，Vol.５８，No.６，pp.589-597，２００５年．Kawamoto: Geophysical exploration, Vol.58, No.6, pp.589-597, 2005, regarding ground subsidence disaster and underground cavern survey.

しかしながら、本発明者等は、地盤陥没発生のメカニズムの検討を行う中で、地盤の陥没は、人工的に形成された空洞が地盤中に予め存在することに起因して発生する場合に限られるものではなく、地盤中にパイプ状の孔（水みちとも呼ばれる）が存在若しくは形成されてこのパイプ状の孔における水の流動に土砂が引き込まれることによって即ち水みちが土砂を運搬する経路となることによって地表面に近い箇所で空洞が新たに形成されることに起因して発生する場合もあることを発見した。   However, the present inventors are investigating the mechanism of the occurrence of ground subsidence, and the ground subsidence is limited to a case where an artificially formed cavity is generated in advance in the ground. It is not a thing, but a pipe-like hole (also called a water channel) is present or formed in the ground, and the soil is drawn into the flow of water in this pipe-shaped hole, that is, the water channel becomes a path for transporting the soil. It was discovered that this may occur due to the formation of a new cavity near the ground surface.

具体的には、図１２に示すように、せん断や引張りを受けている地盤１０２の弱点部を地表面１０４に降った雨水１０５が選択的に流れながら地盤１０２中に浸透し（図１２（Ａ））、この地盤１０２の弱点部であって雨水の浸透経路１０６にやがてパイプ状の孔の水みち１０７が形成され、この水みち１０７における水の流動に地盤１０２の土砂が引き込まれ運搬されて地表面１０４に近い箇所に空洞１０８が形成される（図１２（Ｂ））。そして、このようにして新たに形成された空洞１０８が原因となって地盤１０２の陥没が発生するというメカニズムがあることを発見した。   Specifically, as shown in FIG. 12, rainwater 105 that has fallen on the ground surface 104 passes through the weak point of the ground 102 that has been subjected to shearing or tension, and penetrates into the ground 102 while selectively flowing (see FIG. )), A water channel 107 having a hole in the form of a pipe is formed in the rainwater infiltration path 106 at a weak point of the ground 102, and the earth and sand of the ground 102 is drawn into and transported by the water flow in the water channel 107. A cavity 108 is formed at a location close to the ground surface 104 (FIG. 12B). And it discovered that there existed a mechanism that the depression of the ground 102 generate | occur | produced by the cavity 108 newly formed in this way.

そして、上述のように、従来は、人工的に形成されて地盤中に予め存在する空洞が崩落することによって地盤の陥没が発生すると考えられてきたため、地盤陥没に対しては地盤陥没の原因となる地表面下の空洞を発見してこれを充填するという対策がとられてきた。このため、従来の地盤陥没の発生可能性の評価のための地盤調査においては、地盤中に既に形成された空洞そのものを発見することを目的としており、地盤の電気探査を一回だけ行い、得られた結果に現れる異常領域を空洞と推定するようにしている。したがって、従来の地盤調査では、土砂が運搬され得る状況が存在して空洞を形成し得る状態が地盤中で生じていることを検知するようにはしていない。よって、従来の地盤陥没発生メカニズムの考え方及びそれに基づく地盤調査では、地盤中の土砂が水みちにおける水の流動により運搬されることによって空洞が新たに形成されて地盤が陥没するというメカニズムによる地盤陥没を空洞が形成される前に検知して未然に防ぐことはできない。   In addition, as described above, conventionally, it has been thought that the depression of the ground occurs due to the collapse of the cavity that is artificially formed and pre-existing in the ground. Measures have been taken to find and fill the cavities below the surface. For this reason, the conventional ground survey for evaluating the possibility of ground subsidence is aimed at discovering the cavities themselves already formed in the ground. The abnormal region appearing in the obtained result is estimated as a cavity. Therefore, the conventional ground survey does not detect that there is a situation in which earth and sand can be transported and a state in which a cavity can be formed occurs in the ground. Therefore, in the conventional concept of ground subsidence occurrence mechanism and ground investigation based on it, ground subsidence is caused by the mechanism that the ground is depressed by newly forming a cavity by transporting the earth and sand in the ground by the flow of water in the water path. Cannot be detected before the cavity is formed.

以上より、従来のように、地盤陥没発生メカニズムとして地盤中に空洞が予め存在する場合のみを前提とすると共に、このメカニズムに従って発生する地盤陥没を防ぐべく空洞を充填等するために地盤中に既に形成された空洞の発見のみを地盤調査の目的とすることは地盤陥没発生の防止策として充分であるとは言えない。   As described above, it is assumed that the ground depression occurs as a conventional mechanism only when a cavity exists in the ground in advance, and in order to fill the cavity in order to prevent the ground depression caused by this mechanism, It is not sufficient to prevent the occurrence of ground subsidence by using only the discovery of formed cavities as the purpose of ground investigation.

そこで、本発明は、地盤中の水みちの働きによる土砂の流動に伴う空洞の形成に起因して地盤が陥没するというメカニズムによる地盤陥没の発生を未然に防ぐために地盤中に水みちの働きによる土砂流動が発生し得る状況が存在するか否かを判別することができる地盤調査装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention is based on the function of the water channel in the ground in order to prevent the occurrence of ground subsidence due to the mechanism that the ground sinks due to the formation of cavities accompanying the flow of earth and sand by the function of the water channel in the ground. An object of the present invention is to provide a ground investigation device that can determine whether or not there is a situation in which sediment flow can occur.

かかる目的を達成するため、請求項１記載の地盤調査装置は、正弦波電流を送信する手段と、地表面に展開される電極のそれぞれに接続されて択一的に導通状態にされる電流用リレーを備え正弦波電流を供給する電極を切り替える電流用スイッチ回路と、電流用リレーのそれぞれに接続されて前記導通状態にされた電流用リレーに接続するものは切断状態にされると共にその他は導通状態にされる電位用リレーを備え電位信号を受信する電極を切り替える電位用スイッチ回路と、電位用リレーのそれぞれに接続され電位信号に対して増幅度を選択して増幅すると共にノイズのレベルを低下させる増幅及びフィルタ回路と、増幅及びフィルタ回路のそれぞれに接続され電位信号の実効値を検出する電位用実効値積分回路とを有し、二極法によって地盤の三次元電気探査を行うようにしている。   In order to achieve such an object, the ground survey device according to claim 1 is for a current that is selectively connected to a means for transmitting a sine wave current and an electrode developed on the ground surface. A switch circuit for current that switches electrodes for supplying a sine wave current provided with a relay, and one that is connected to the current relay connected to each of the current relays is disconnected and the others are conductive A potential switch circuit for switching the electrode for receiving a potential signal, which is provided with a potential relay to be put into a state, and a potential relay connected to each of the potential relays to select and amplify the potential signal and reduce the noise level And an effective value integration circuit for a potential connected to each of the amplification and filter circuits for detecting an effective value of the potential signal, and using a bipolar method. And to carry out the three-dimensional electrical prospecting of the ground.

したがって、この地盤調査装置によると、地表面に展開される電極と同じ数の電流用リレーと電位用リレーと増幅及びフィルタ回路と電位用実効値積分回路とを有して二極法によって地盤の三次元電気探査を行うようにしているので、地盤の三次元電気探査を短時間で行うことができる。   Therefore, according to this ground survey apparatus, the same number of current relays, potential relays, amplification and filter circuits, and potential effective value integration circuits as the number of electrodes deployed on the ground surface are provided. Since the three-dimensional electric exploration is performed, the three-dimensional electric exploration of the ground can be performed in a short time.

そして、請求項３記載の地盤調査装置は、正弦波電流を送信する手段と、地表面に展開される電流用電極毎に配置され該電流用電極に接続されて択一的に導通状態になって正弦波電流を供給する電流用電極を切り替える電流用リレーと、各電流用電極と組み合わされてに配置される電位用電極のそれぞれに接続されて各電位用電極での接地インピーダンスを低減する演算増幅器と、演算増幅器のそれぞれに接続されて前記導通状態にされた電流用リレーに接続する各電流用電極と組み合わされている電位用電極に接続するものは切断状態にされると共にその他は導通状態にされる電位用リレーを備え電位信号を受信する電位用電極を切り替える電位用スイッチ回路と、電位用リレーのそれぞれに接続され電位信号に対して増幅度を選択して増幅すると共にノイズのレベルを低下させる増幅及びフィルタ回路と、増幅及びフィルタ回路のそれぞれに接続され電位信号の実効値を検出する電位用実効値積分回路とを有し、二極法によって地盤の三次元電気探査を行うようにしている。   According to a third aspect of the present invention, the ground surveying device is arranged for each of the current electrodes developed on the ground surface and the means for transmitting the sine wave current, and is connected to the current electrodes to be alternatively in a conductive state. To reduce the ground impedance at each potential electrode connected to each of the current relay for switching the current electrode for supplying the sine wave current and the potential electrode arranged in combination with each current electrode The amplifier and the one connected to the potential electrode combined with each of the current electrodes connected to the current relay connected to the operational amplifier and connected to each of the operational amplifiers are cut off and the others are turned on. A potential switch circuit for switching a potential electrode for receiving a potential signal, and a potential relay connected to the potential relay and selecting an amplification degree for the potential signal. And an amplifying and filtering circuit for reducing the noise level and a potential effective value integrating circuit connected to each of the amplifying and filtering circuits for detecting the effective value of the potential signal. Electric exploration is performed.

この地盤調査装置によると、地表面に展開される電流用電極と同じ数の電流用リレーと演算増幅器と地表面に展開される電位用電極と同じ数の電位用リレーと増幅及びフィルタ回路と電位用実効値積分回路とを有して二極法によって地盤の三次元電気探査を行うようにしているので、地盤の三次元電気探査を短時間で行うことができる。   According to this ground survey device, the same number of current relays and operational amplifiers as the current electrodes developed on the ground surface, the same number of potential relays, amplification and filter circuits and potentials as the potential electrodes developed on the ground surface. Since the three-dimensional electric exploration of the ground is performed by the bipolar method with the effective value integration circuit for the ground, the three-dimensional electric exploration of the ground can be performed in a short time.

また、この地盤調査装置によると、正弦波電流を供給する電流用電極を切り替えるための電流用リレーを電流用電極毎に配置するようにしているので、択一的に選択された電流用電極に正弦波電流を供給するためのケーブルからリークが発生して選択された電流用電極以外の電極に接続するケーブルが影響を受けても選択された電流用電極以外の電極から電流が流れることがないので当該リークによる電位信号のノイズの発生を抑制することができる。   In addition, according to this ground survey device, a current relay for switching a current electrode for supplying a sine wave current is arranged for each current electrode. Even if a cable connected to an electrode other than the selected current electrode is affected by leakage from the cable for supplying the sine wave current, no current flows from the selected electrode other than the current electrode. Therefore, generation of noise in the potential signal due to the leak can be suppressed.

また、請求項２記載の地盤調査装置は、正弦波電流を送信する手段と、地表面に展開される電極のそれぞれに接続されて択一的に導通状態にされる電流用リレーを備え正弦波電流を供給する電極を切り替える電流用スイッチ回路と、電流用リレーのそれぞれに接続されて前記導通状態にされた電流用リレーに接続するものは切断状態にされると共にその他は導通状態にされる電位用リレーを備え電位信号を受信する電極を切り替える電位用スイッチ回路と、電位用リレーのそれぞれに接続され電位信号に対して増幅度を選択して増幅すると共にノイズのレベルを低下させる増幅及びフィルタ回路と、増幅及びフィルタ回路のそれぞれに接続され電位信号の実効値を検出する電位用実効値積分回路と、地盤中に液体を浸透させながら二極法によって地盤の三次元電気探査を行って地盤中への液体の浸透分布と比べて突出して液体が浸透している箇所を検知することによって地盤陥没の危険箇所を特定する手段とを有するようにしている。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a ground survey device comprising: a means for transmitting a sine wave current; and a current relay that is connected to each of the electrodes developed on the ground surface and is selectively turned on. A current switch circuit for switching an electrode for supplying a current, and a potential connected to each of the current relays connected to the current relay, which is connected to the conductive state, is disconnected and the others are connected to the conductive state A potential switch circuit that includes a relay for switching an electrode that receives a potential signal, and an amplification and filter circuit that is connected to each of the potential relays and selects and amplifies the potential signal with respect to the potential signal and reduces the noise level. And an effective value integration circuit for potential that is connected to each of the amplification and filter circuits and detects the effective value of the potential signal, and a bipolar method while infiltrating liquid into the ground. By means of three-dimensional electrical exploration of the ground, it has a means for identifying the location of the danger of subsidence by detecting the location where the liquid penetrates and the liquid penetrates into the ground. Yes.

したがって、この地盤調査装置によると、地表面に展開される電極と同じ数の電流用リレーと電位用リレーと増幅及びフィルタ回路と電位用実効値積分回路とを有することによって地盤の三次元電気探査を短時間で行うことを可能にすると共に地盤中に液体を浸透させながら地盤の三次元電気探査を行うようにしているので、例えば水みちのように液体の浸透性が高く液体の流動によって土砂が運搬され得る状況が、地盤中への液体の浸透分布と比べて突出して液体が浸透している箇所として検知される。   Therefore, according to this ground surveying device, the same number of current relays, potential relays, amplification and filter circuits, and potential effective value integration circuits as the number of electrodes deployed on the ground surface are provided, so that the three-dimensional electrical exploration of the ground. In addition, it is possible to perform a three-dimensional electrical exploration of the ground while allowing the liquid to penetrate into the ground. The situation where the liquid can be transported is detected as a location where the liquid penetrates and protrudes compared to the distribution of the liquid penetration into the ground.

そして、請求項４記載の地盤調査装置は、正弦波電流を送信する手段と、地表面に展開される電流用電極毎に配置され該電流用電極に接続されて択一的に導通状態になって正弦波電流を供給する電流用電極を切り替える電流用リレーと、各電流用電極と組み合わされて配置される電位用電極のそれぞれに接続されて各電位用電極での接地インピーダンスを低減する演算増幅器と、演算増幅器のそれぞれに接続されて前記導通状態にされた電流用リレーに接続する各電流用電極と組み合わされている電位用電極に接続するものは切断状態にされると共にその他は導通状態にされる電位用リレーを備え電位信号を受信する電位用電極を切り替える電位用スイッチ回路と、電位用リレーのそれぞれに接続され電位信号に対して増幅度を選択して増幅すると共にノイズのレベルを低下させる増幅及びフィルタ回路と、増幅及びフィルタ回路のそれぞれに接続され電位信号の実効値を検出する電位用実効値積分回路と、地盤中に液体を浸透させながら二極法によって地盤の三次元電気探査を行って地盤中への液体の浸透分布と比べて突出して液体が浸透している箇所を検知することによって地盤陥没の危険箇所を特定する手段とを有するようにしている。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a ground survey device that is arranged for each means for transmitting a sine wave current and each current electrode developed on the ground surface, and is connected to the current electrode to be alternatively in a conductive state. Operational amplifier that reduces the ground impedance at each potential electrode connected to each of the current relay that switches the current electrode that supplies the sine wave current and the potential electrode that is arranged in combination with each current electrode And those connected to the potential electrodes combined with the current electrodes connected to each of the operational amplifiers connected to each of the operational amplifiers are cut off and the others are turned on. A potential switch circuit that switches a potential electrode that receives a potential signal and a potential relay that is connected to the potential relay and selects the amplification degree for the potential signal. Amplification and filter circuits that reduce the noise level at the same time, an effective value integration circuit for detecting the effective value of the potential signal connected to each of the amplification and filter circuits, and a bipolar method while infiltrating the liquid into the ground By means of three-dimensional electrical exploration of the ground by means of a means for detecting the location where the liquid is penetrating and detecting the location where the liquid is penetrating compared to the distribution of liquid penetration into the ground Yes.

この地盤調査装置によると、地表面に展開される電流用電極と同じ数の電流用リレーと演算増幅器と地表面に展開される電位用電極と同じ数の電位用リレーと増幅及びフィルタ回路と電位用実効値積分回路とを有することによって地盤の三次元電気探査を短時間で行うことを可能にすると共に地盤中に液体を浸透させながら地盤の三次元電気探査を行うようにしているので、例えば水みちのように液体の浸透性が高く液体の流動によって土砂が運搬され得る状況が、地盤中への液体の浸透分布と比べて突出して液体が浸透している箇所として検知される。   According to this ground survey device, the same number of current relays and operational amplifiers as the current electrodes developed on the ground surface, the same number of potential relays, amplification and filter circuits and potentials as the potential electrodes developed on the ground surface. By having an effective value integration circuit, it is possible to perform 3D electrical exploration of the ground in a short time and to perform 3D electrical exploration of the ground while infiltrating liquid into the ground, for example, A situation where the liquid has a high liquid permeability, such as a water path, and the earth and sand can be transported by the flow of the liquid is detected as a portion where the liquid penetrates in a protruding manner as compared with the distribution of the liquid into the ground.

また、この地盤調査装置によると、正弦波電流を供給する電流用電極を切り替えるための電流用リレーを電流用電極毎に配置するようにしているので、択一的に選択された電流用電極に正弦波電流を供給するためのケーブルからリークが発生して選択された電流用電極以外の電極に接続するケーブルが影響を受けても選択された電流用電極以外の電極から電流が流れることがないので当該リークによる電位信号のノイズの発生を抑制することができる。   In addition, according to this ground survey device, a current relay for switching a current electrode for supplying a sine wave current is arranged for each current electrode. Even if a cable connected to an electrode other than the selected current electrode is affected by leakage from the cable for supplying the sine wave current, no current flows from the selected electrode other than the current electrode. Therefore, generation of noise in the potential signal due to the leak can be suppressed.

本発明の地盤調査装置によれば、地盤の三次元電気探査を短時間で行うことができる。さらに、本発明の地盤調査装置によれば、例えば水みちのように液体の浸透性が高く液体の流動によって土砂が運搬され得る状況が、地盤中への液体の浸透分布と比べて突出して液体が浸透している箇所として検知することが可能であり、地盤中の土砂が水みちにおける水の流動により運搬されることによって空洞が新たに形成されて地盤が陥没するというメカニズムによる地盤陥没を空洞が形成される前に検知して未然に防ぐことができる。   According to the ground investigation device of the present invention, it is possible to perform a three-dimensional electrical exploration of the ground in a short time. Further, according to the ground investigation device of the present invention, the situation where the liquid is highly penetrating, such as a water channel, and the earth and sand can be transported by the flow of the liquid is more prominent than the liquid infiltration distribution into the ground. It is possible to detect the penetration of the ground, and the ground depression due to the mechanism that the ground sinks due to the formation of a new cavity when the soil in the ground is transported by the flow of water in the water path Can be detected and prevented before it is formed.

以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on the best mode shown in the drawings.

図１から図９に、本発明の地盤調査装置の実施形態の一例を示す。この地盤調査装置は、正弦波電流を送信する送信装置１１と、地表面７に展開される電極１のそれぞれに接続されて択一的に導通状態にされる電流用リレー２６を備え正弦波電流を供給する電極１を切り替える電流用スイッチ回路２５と、電流用リレー２６のそれぞれに接続されて導通状態にされた電流用リレー２６に接続するものは切断状態にされると共にその他は導通状態にされる電位用リレー３５を備え電位信号を受信する電極１を切り替える電位用スイッチ回路３４と、電位用リレー３５のそれぞれに接続され電位信号に対して増幅度を選択して増幅すると共にノイズのレベルを低下させる増幅及びフィルタ回路２９と、増幅及びフィルタ回路２９のそれぞれに接続され電位信号の実効値を検出する電位用実効値積分回路３１とを有し、地盤６中に液体９を浸透させながら二極法によって地盤６の三次元電気探査を行い、地盤６中への液体９の浸透分布と比べて突出して液体９が浸透している箇所を検知することによって地盤陥没の危険箇所を特定するようにしている。   FIG. 1 to FIG. 9 show an example of an embodiment of the ground investigation device of the present invention. This ground survey device includes a transmission device 11 for transmitting a sine wave current, and a current relay 26 that is connected to each of the electrodes 1 developed on the ground surface 7 and is selectively turned on. The current switch circuit 25 that switches the electrode 1 that supplies the current and the current relay 26 that is connected to the current relay 26 and connected to the current relay 26 are disconnected and the others are connected. A potential switch circuit 34 for switching the electrode 1 that receives the potential signal and a potential relay circuit 35 that is connected to the potential relay 35 and selects and amplifies the potential signal with respect to the potential signal, and reduces the noise level. Amplifying and filtering circuit 29 for lowering and a potential effective value integrating circuit 31 connected to each of the amplifying and filtering circuit 29 for detecting the effective value of the potential signal are provided. The three-dimensional electric exploration of the ground 6 is performed by the bipolar method while the liquid 9 is infiltrated into the ground 6, and the portion where the liquid 9 has penetrated is detected in comparison with the infiltration distribution of the liquid 9 into the ground 6. By doing so, the dangerous part of the ground collapse is specified.

図１に、上記本発明の地盤調査装置を用いた地盤調査方法の実施形態の一例のフローチャートを示す。本実施形態ではこの図１に示すフローチャートに従って説明する。本発明の地盤調査装置を用いた地盤調査方法の実行にあたっては、まず、Ｓ３の処理における三次元電気探査を行うための電極を調査対象地域の地表面に展開する（Ｓ１）。   In FIG. 1, the flowchart of an example of embodiment of the ground investigation method using the ground investigation apparatus of the said this invention is shown. In the present embodiment, description will be given according to the flowchart shown in FIG. In executing the ground survey method using the ground survey device of the present invention, first, an electrode for performing the three-dimensional electrical exploration in the process of S3 is developed on the ground surface of the survey target area (S1).

本発明では、複数の電極１-1，１-2，１-3，…（以下、適宜、単に電極１と表記する）が地表面７に面的に展開される。なお、電極１が設置される点を測点と呼ぶ。したがって、電極１は即ち測点でもあるので、適宜、電極１又は測点１と表記する。   In the present invention, a plurality of electrodes 1-1, 1-2, 1-3,... (Hereinafter simply referred to as electrodes 1) are spread on the ground surface 7. The point where the electrode 1 is installed is called a measuring point. Therefore, since the electrode 1 is also a measuring point, it is described as the electrode 1 or the measuring point 1 as appropriate.

本発明において地盤の三次元電気探査を行うために地表面７に展開される測点１の数や配置の仕方や相互の間隔に制限はなく、調査対象地域１３の面積や形状、必要とされる調査結果の精度等を考慮して適宜設定される。具体的には例えば、６０箇所から３００箇所程度の測点を、相互に等間隔に縦横の並びを揃えて配置し、相互の間隔を１０ｃｍから２ｍ程度にすることなどが考えられる。本実施形態では、図２に示すように、合計６０点の測点１を縦横の並びを揃えて５列×１２列に１ｍ間隔で配置する。   In the present invention, in order to perform a three-dimensional electrical exploration of the ground, there are no restrictions on the number, arrangement, or mutual spacing of the measuring points 1 developed on the ground surface 7, and the area and shape of the survey area 13 are required. It is set as appropriate considering the accuracy of the survey results. Specifically, for example, it is conceivable that about 60 to 300 measuring points are arranged with the vertical and horizontal alignments arranged at equal intervals, and the mutual interval is set to about 10 cm to 2 m. In this embodiment, as shown in FIG. 2, a total of 60 measurement points 1 are arranged in 5 × 12 rows at 1 m intervals with the vertical and horizontal arrangements aligned.

電極１は、例えばステンレス製の電極であり、地表面７から例えば３０〜４０ｃｍの深さまで差し込まれる。電極１の太さは例えば１５ｍｍ程度である。   The electrode 1 is, for example, a stainless steel electrode and is inserted from the ground surface 7 to a depth of, for example, 30 to 40 cm. The thickness of the electrode 1 is about 15 mm, for example.

なお、本発明は、少なくとも地表面７から地盤中への液体の浸透性がある地盤であれば適用可能である。   In addition, this invention is applicable if it is the ground which has the permeability | transmittance of the liquid from the ground surface 7 in the ground at least.

次に、調査対象地域１３の地表面７から地盤中に液体を浸透させる（Ｓ２）。   Next, a liquid is infiltrated into the ground from the ground surface 7 of the investigation target area 13 (S2).

地盤中に浸透させる液体は、地盤中に浸透させた場合に地盤の比抵抗を変化させることができる液体であれば良く、具体的には例えば雨水、河川水、水道水等、あるいは、これらの液体に電解質の物質を混入させて電気伝導性を高めたものが用いられる。なお、三次元電気探査を実施した場合に地盤の比抵抗の変化の度合いが大きくなって地盤状態の判断をし易くするために電気伝導性がより高い若しくは電気伝導性をより高めた液体を用いることが望ましい。   The liquid to be infiltrated into the ground may be any liquid that can change the specific resistance of the ground when infiltrated into the ground. Specifically, for example, rainwater, river water, tap water, etc., or these A liquid whose electroconductivity is increased by mixing an electrolyte substance into the liquid is used. In addition, when conducting three-dimensional electrical exploration, a liquid with higher electrical conductivity or higher electrical conductivity is used in order to facilitate the determination of the ground condition because the degree of change in the specific resistance of the ground is increased. It is desirable.

地盤中に液体を浸透させる方法としては、例えば、降雨による雨水の地盤への浸透を利用する方法と、図３に示すように、散水車８等を用いて人工的に液体９を調査対象地域１３の地表面７全体に亘って散布して地盤中に浸透させる方法とが考えられる。なお、これら二つの方法を組み合わせて用いても良い。   As a method of infiltrating the liquid into the ground, for example, a method of utilizing the infiltration of rainwater into the ground due to rain, and as shown in FIG. 3, the liquid 9 is artificially investigated using a water truck 8 or the like. It is conceivable that the method is to spread over the entire 13 ground surfaces 7 to penetrate into the ground. Note that these two methods may be used in combination.

地盤中に浸透させる液体９の総量並びに液体９を地盤中に浸透させる速度は、地盤中に水みちが存在する場合であって当該水みちにおいて水の流動が生じる場合に、Ｓ３の処理における三次元電気探査によって周辺地盤と比べて液体９の浸透速度が速い箇所として水みちの存在が検知可能な量に適宜調整される。   The total amount of the liquid 9 that permeates into the ground and the speed at which the liquid 9 permeates into the ground are the third order in the process of S3 when there is a water channel in the ground and water flows in the water channel. According to the original electric exploration, the presence of the water channel is appropriately adjusted to a level where the penetration speed of the liquid 9 is faster than the surrounding ground.

例えば、液体９の総量が少ない若しくは液体９を浸透させる速度が遅いために水みちが存在していたとしても当該水みちに供給される液体９の量が僅かにしかならない若しくは当該水みちおける液体９の浸透速度と周辺地盤における液体９の浸透速度との間に差が生じないので液体９の浸透の進行が周辺と比べて突出する箇所として水みちの存在を検知することができないと考えられる場合には液体９の量を増やしたり液体９を浸透させる速度を速くしたりする。一方、液体９を浸透させる速度が速いために水みちが存在するか否かに拘わらず地盤全体に亘って急速に一斉に液体９が浸透して水みちにおける液体９の浸透速度と周辺地盤における液体９の浸透速度との間に差が生じないので液体９の浸透の進行が周辺と比べて突出する箇所として水みちの存在を検知することができないと考えられる場合には液体９を浸透させる速度を遅くする。   For example, even if there is a water channel because the total amount of the liquid 9 is small or the speed at which the liquid 9 is permeated is low, the amount of the liquid 9 supplied to the water channel is only small or the liquid in the water channel. Since there is no difference between the permeation rate of 9 and the permeation rate of the liquid 9 in the surrounding ground, it is considered that the presence of the water channel cannot be detected as a location where the progress of the permeation of the liquid 9 protrudes compared to the surroundings. In some cases, the amount of the liquid 9 is increased or the speed at which the liquid 9 is permeated is increased. On the other hand, since the speed at which the liquid 9 is permeated is high, the liquid 9 rapidly permeates all over the ground regardless of whether or not the water path exists, and the permeation speed of the liquid 9 in the water path and the surrounding ground. Since there is no difference between the permeation speed of the liquid 9, the liquid 9 is permeated when it is considered that the progress of the permeation of the liquid 9 cannot be detected as a location where the progress of the permeation of the liquid 9 protrudes from the periphery. Reduce the speed.

なお、調査対象地域１３における液体９の地盤中への平均的な浸透速度は地盤の例えば透水係数や液体９の粘性率等により異なるので、実際に三次元電気探査を行いながら適宜調整するようにしても良い。   In addition, since the average penetration speed of the liquid 9 into the ground in the investigation target area 13 varies depending on, for example, the hydraulic conductivity of the ground, the viscosity of the liquid 9, and the like, it should be adjusted as appropriate while actually performing the three-dimensional electric exploration. May be.

また、降雨による雨水を利用する場合には地盤中に浸透させる液体９の量や浸透させる速度を人工的に調整することはできないので、条件に合致する降水量の降雨が見込める場合に本発明の地盤調査装置を用いた地盤調査方法を適用したり、降雨による雨水だけでは液体９の量が足りない場合には散水車８等を用いた液体９の散布を合わせて行って本発明の地盤調査装置を用いた地盤調査方法を適用したりする。   In addition, when using rainwater due to rain, the amount of liquid 9 that permeates into the ground and the speed of permeation cannot be artificially adjusted, so that it is possible to expect precipitation of rain that meets the conditions. Applying a ground survey method using a ground survey device, or if the amount of liquid 9 is not enough only by rain water due to rain, the ground survey of the present invention is performed by spraying the liquid 9 using a water truck 8 or the like. Apply ground survey method using equipment.

次に、三次元電気探査法を用いて地盤中への液体の浸透状況の計測を行う（Ｓ３）。   Next, the state of penetration of the liquid into the ground is measured using a three-dimensional electrical exploration method (S3).

本発明の地盤調査装置を用いた地盤調査方法は、調査対象地域１３の地盤中に水みちが存在する場合にこの水みちを当該地盤における液体９の浸透分布と比べて突出して液体９が浸透している箇所として検知することを目的としている。   In the ground survey method using the ground survey device of the present invention, when there is a water channel in the ground of the survey target area 13, the water channel penetrates by projecting the water channel compared to the permeation distribution of the liquid 9 in the ground. It is intended to detect as a part that is doing.

ここで、水みちにおいて短時間のうちに周辺地盤と比べて突出して液体９が浸透したとしても、時間の経過と共に周辺地盤においても液体９の浸透が進行して水みちにおける液体９の浸透に追いつくと考えられる。すなわち、水みちにおいて周辺地盤と比べて一時的に液体９の浸透の進行が突出したとしても時間の経過と共に周辺地盤の液体９の浸透に埋もれてしまうと考えられる。   Here, even if the liquid 9 protrudes in a short time compared with the surrounding ground in the water path and the liquid 9 penetrates, the penetration of the liquid 9 progresses in the surrounding ground with the passage of time, and the liquid 9 penetrates in the water path. It is thought to catch up. That is, even if the penetration of the liquid 9 temporarily protrudes in the water path as compared to the surrounding ground, it is considered that the liquid 9 is buried in the surrounding ground with the passage of time.

したがって、液体９が周辺地盤と比べて突出して浸透する箇所を検知するためには、三次元電気探査法を用いた液体９の地盤中への浸透状況の計測を短い時間間隔で継続的に行う必要がある。例えば、予測される水みちの流体浸透速度が１０−２ｃｍ／秒程度即ち０．６ｃｍ／分の場合は数分間隔の計測で充分である。また、浸透速度が１０−０ｃｍ／秒程度即ち６０ｃｍ／分の場合は１分より短い間隔で計測を行うことが好ましい。 Therefore, in order to detect the location where the liquid 9 protrudes and penetrates compared to the surrounding ground, the measurement of the penetration state of the liquid 9 into the ground using the three-dimensional electric exploration method is continuously performed at short time intervals. There is a need. For example, when the predicted fluid permeation speed of the water channel is about 10 −2 cm / second, that is, 0.6 cm / min, measurement at intervals of several minutes is sufficient. Moreover, when the penetration rate is about 10 −0 cm / second, that is, 60 cm / min, it is preferable to perform measurement at intervals shorter than 1 minute.

ここで、三次元電気探査法による地盤の電気探査を行う従来の装置は一回の計測に多大な時間を必要とし、数分間隔で計測することはできない。そこで、上述の地盤調査方法を適用するために三次元電気探査法を用いた地盤の電気探査を短時間で行うことができる本発明の地盤調査装置を用いて地盤中への液体９の浸透状況の計測を行う。   Here, the conventional apparatus which performs the electrical survey of the ground by the three-dimensional electrical exploration method requires a great deal of time for one measurement, and cannot be measured at intervals of several minutes. Therefore, the state of penetration of the liquid 9 into the ground by using the ground surveying apparatus of the present invention that can perform the electrical survey of the ground using the three-dimensional electrical survey method in order to apply the above-described ground surveying method. Measure.

上述の地盤調査方法に従った地盤の三次元電気探査を行うための地盤調査装置の機能ブロック図を図４に示す。この地盤調査装置は、制御装置１０と送信装置１１と受信装置２０とから構成される。   FIG. 4 shows a functional block diagram of a ground investigation device for conducting a three-dimensional electrical exploration of the ground according to the above-described ground investigation method. This ground survey device is composed of a control device 10, a transmission device 11, and a reception device 20.

制御装置１０は、中央演算処理装置３３を有する例えばコンピュータであり、送信装置１１及び受信装置２０の動作を制御するものである。   The control device 10 is, for example, a computer having a central processing unit 33 and controls operations of the transmission device 11 and the reception device 20.

送信装置１１は、測点１の中から選択された一箇所に対して当該測点１を電流電極１ａとして電流を供給すると共に電流用遠電極２に対して電流を供給するものである。   The transmission device 11 supplies current to the one point selected from the measurement points 1 with the measurement point 1 as the current electrode 1a and also supplies current to the current far electrode 2.

送信装置１１は、端子１１ａ及び端子１１ｂを有し、これらの端子間に一定周期で電流を供給し、電流値及び電流の送信周波数を調節することができる。なお、送信装置１１には発電機５が接続され、送信装置１１はこの発電機５から電力の供給を受けて作動する。   The transmission device 11 includes a terminal 11a and a terminal 11b, and can supply a current between these terminals at a constant period to adjust a current value and a transmission frequency of the current. A generator 5 is connected to the transmission device 11, and the transmission device 11 operates by receiving power supply from the generator 5.

送信装置１１から任意の周波数のリファレンス信号（ｃｏｓ波である）に同期した電流が、パワーアンプ（電力増幅器）及び絶縁トランス１１ｃで増幅され、端子１１ａ及び端子１１ｂの間に送信されて地盤に送信される。このリファレンス信号は制御装置１０の中央演算処理装置３３によって制御される。端子１１ａは受信装置２０を介して測点１の中から選択された一箇所の電流電極１ａと導通され、端子１１ｂは電流用遠電極２と接続される。電流値は、例えば１ｍＡ〜４００ｍＡの範囲で調節可能とされ、計測条件等に応じて適宜選択される。ただし、調整できる範囲はこれに限られるものではなく、１ｍＡ未満や４００ｍＡを超える電流を供給できるようにしても良い。   A current synchronized with a reference signal (which is a cosine wave) of an arbitrary frequency is amplified by a power amplifier (power amplifier) and an insulating transformer 11c from the transmission device 11, transmitted between the terminals 11a and 11b, and transmitted to the ground. Is done. This reference signal is controlled by the central processing unit 33 of the control device 10. The terminal 11a is electrically connected to one current electrode 1a selected from the measuring points 1 via the receiving device 20, and the terminal 11b is connected to the current far electrode 2. The current value can be adjusted within a range of 1 mA to 400 mA, for example, and is appropriately selected according to measurement conditions and the like. However, the adjustable range is not limited to this, and a current less than 1 mA or more than 400 mA may be supplied.

また、液体９が周辺地盤と比べて突出して浸透する箇所を検知するためには、前述のとおり、地盤の三次元電気探査を短時間のうちに行う必要がある。そのため、送信装置１１は、高い送信周波数で電流電極１ａと電流用遠電極２との間に正弦波電流を供給する。具体的には例えば、送信装置１１は１２８Ｈｚ〜５１２０Ｈｚの範囲の送信周波数で正弦波電流を供給する。なお、予測される流体の浸透速度に基づき最適な送信周波数を選定するが、浸透速度が大きいほどそれに伴う地盤の比抵抗が変化する速度も大きくなるため、より高い周波数で送信して極力短時間で計測することが好ましい。   Moreover, in order to detect the location where the liquid 9 protrudes and penetrates compared to the surrounding ground, it is necessary to perform the three-dimensional electrical exploration of the ground in a short time as described above. Therefore, the transmitter 11 supplies a sine wave current between the current electrode 1a and the current far electrode 2 at a high transmission frequency. Specifically, for example, the transmission device 11 supplies a sine wave current at a transmission frequency in the range of 128 Hz to 5120 Hz. Although the optimal transmission frequency is selected based on the predicted fluid penetration rate, the higher the penetration rate, the greater the rate at which the specific resistance of the ground changes. It is preferable to measure with.

受信装置２０は、送信装置１１の正弦波電流を供給する測点１の電流電極１ａの切り替えを行うと共に、測点１の電位電極１ｂと電位用遠電極３との間の電位信号（具体的には電位差）を同時に受信するものである。ここで、電位電極１ｂは、電流電極１ａとして働く測点を除く全ての測点に設置された電極１である。   The receiving device 20 switches the current electrode 1a of the measuring point 1 that supplies the sine wave current of the transmitting device 11, and also detects a potential signal between the potential electrode 1b of the measuring point 1 and the potential far electrode 3 (specifically, Is for receiving a potential difference) at the same time. Here, the potential electrode 1b is the electrode 1 installed at all the measurement points except the measurement point that works as the current electrode 1a.

例えば、全測点数が６０点の場合、６０点の中から選択された一箇所の測点１を電流電極１ａとして切り替え、当該電流電極１ａから流した電流によって地盤に生じた電位信号を、電流電極１ａを除く全ての測点１（５９点である）を電位電極１ｂとして切り替えて同時に受信する。なお、電位信号は各電位電極１ｂと電位用遠電極３との間の電位差として計測する。   For example, when the total number of measurement points is 60, one point 1 selected from the 60 points is switched as the current electrode 1a, and the potential signal generated in the ground by the current flowing from the current electrode 1a is All the measurement points 1 except for the electrode 1a (59 points) are switched as the potential electrode 1b and simultaneously received. The potential signal is measured as a potential difference between each potential electrode 1b and the potential far electrode 3.

受信装置２０は電極切替部２１と複素位相検波部２２とサンプリング部２３とを有する。なお、受信装置２０にはバッテリー４が接続され、受信装置２０はこのバッテリー４から電力の供給を受けて作動する。   The receiving device 20 includes an electrode switching unit 21, a complex phase detection unit 22, and a sampling unit 23. Note that a battery 4 is connected to the receiving device 20, and the receiving device 20 operates by receiving power supplied from the battery 4.

受信装置２０の電極切替部２１は、複数の測点１の中から選択された一箇所の電流電極１ａに通じる導線を送信装置１１の端子１１ａに接続するものである。通常は、全ての測点１が送信装置１１の端子１１ａと切断状態になっていると共に複素位相検波部２２の複数の電位用実効値積分回路３１とそれぞれ導通状態になっているが、電流電極１ａとして選択された一箇所の測点１は電位用実効値積分回路３１とは切断状態になると共に送信装置１１の端子１１ａと導通状態になる。   The electrode switching unit 21 of the receiving device 20 connects a lead wire that leads to one current electrode 1 a selected from the plurality of measuring points 1 to the terminal 11 a of the transmitting device 11. Normally, all the measuring points 1 are disconnected from the terminal 11a of the transmitter 11 and are electrically connected to the plurality of potential effective value integrating circuits 31 of the complex phase detector 22, respectively. The one measuring point 1 selected as 1a is disconnected from the potential effective value integration circuit 31 and is connected to the terminal 11a of the transmitter 11.

受信装置２０の電極切替部２１は、電流検出回路２４、電流用スイッチ回路２５、電位用スイッチ回路３４、増幅及びフィルタ回路２９を備える。   The electrode switching unit 21 of the receiving device 20 includes a current detection circuit 24, a current switch circuit 25, a potential switch circuit 34, and an amplification and filter circuit 29.

電流検出回路２４は、アイソレーションアンプ２４ａによって電流電極１ａから地盤に流れた電流を抵抗２４ｂで生じた電圧値として検出するものである。電流検出回路２４は、送信装置１１の端子１１ａと電流用スイッチ回路２５との間に接続される。   The current detection circuit 24 detects the current flowing from the current electrode 1a to the ground by the isolation amplifier 24a as a voltage value generated by the resistor 24b. The current detection circuit 24 is connected between the terminal 11 a of the transmission device 11 and the current switch circuit 25.

電流用スイッチ回路２５は、測点１の電流電極１ａに通じる導線の接続と切断とを制御するものである。   The current switch circuit 25 controls connection and disconnection of the conductive wire leading to the current electrode 1 a of the measuring point 1.

電流用スイッチ回路２５は、図５に示すように、電極１に接続された本線２７と、送信装置１１の端子１１ａと各本線２７とを接続する分岐線２８と、各分岐線２８の途中に設けられた電流用リレー２６-1，２６-2，２６-3，…（以下、適宜、単に電流用リレー２６と表記する）とを備える。本実施形態では、測点１の数に対応して６０本の本線２７を有すると共に６０個の電流用リレー２６を有する。   As shown in FIG. 5, the current switch circuit 25 includes a main line 27 connected to the electrode 1, a branch line 28 that connects the terminal 11 a of the transmission device 11 and each main line 27, and a middle part of each branch line 28. Provided with current relays 26-1, 26-2, 26-3,... (Hereinafter simply referred to as current relay 26 as appropriate). In the present embodiment, there are 60 main lines 27 corresponding to the number of measuring points 1 and 60 current relays 26.

電位用スイッチ回路３４は、全ての測点１の電極に通じる導線の接続と切断とを制御するものである。   The potential switch circuit 34 controls the connection and disconnection of the conductive wires leading to all the measuring point 1 electrodes.

電位用スイッチ回路３４は、図４に示すように、測点１のそれぞれの電極に接続された本線２７と、各本線２７の途中に設けられた電位用リレー３５-1，３５-2，３５-3，…（以下、適宜、単に電位用リレー３５と表記する）とを備える。本実施形態では、測点１の数に対応して６０本の本線２７を有すると共に６０個の電位用リレー３５を有する。   As shown in FIG. 4, the potential switch circuit 34 includes a main line 27 connected to each electrode of the measuring point 1 and potential relays 35-1, 35-2, 35 provided in the middle of each main line 27. -3,... (Hereinafter simply referred to as potential relay 35 as appropriate). In this embodiment, 60 main lines 27 and 60 potential relays 35 are provided corresponding to the number of measuring points 1.

通常、１番目の測点１の電極に通じる本線２７は１番目の電位用リレー３５-1に、２番目の測点１の電極に通じる本線２７は２番目の電位用リレー３５-2に、同様に、３番目の測点１の電極に通じる本線２７は３番目の電位用リレー３５-3に、さらに 、６０番目の測点１の電極に通じる本線２７は６０番目の電位用リレー３５-60にそれぞれ接続される。   Normally, the main line 27 leading to the first measuring point 1 electrode is connected to the first potential relay 35-1, and the main line 27 leading to the second measuring point 1 electrode is connected to the second potential relay 35-2. Similarly, the main line 27 leading to the electrode of the third station 1 is connected to the third potential relay 35-3, and further the main line 27 leading to the electrode of the 60th station 1 is connected to the 60th potential relay 35-. Connected to each 60.

ここで、各電流用リレー２６は通常は切断状態にあり、択一的に導通操作される。また、各電位用リレー３５は通常は導通状態にあり、択一的に切断操作される。例えば、全ての電流用リレー２６が切断状態にあると共に全ての電位用リレー３５が導通状態にあり、１番目の測点１-1を電流電極１ａとして送信装置１１の端子１１ａに導通させる場合には、測点１-1に接続する本線２７に接続された分岐線２８に設けられている電流用リレー２６-1を導通状態にする。同時に、測点１-1に接続する本線２７に接続された電位用リレー３５-1を切断状態にする（図４に示す状態）。次に、２番目の測点１-2を電流電極１ａとして送信装置１１の端子１１ａに接続させる場合には、１番目の測点１-1に接続する本線２７に接続された分岐線２８に設けられている電流用リレー２６-1を切断状態にし且つ測点１-1に接続する本線２７に接続された電位用リレー３５-1を導通状態にすると共に、２番目の測点１-2に接続する本線２７に接続された分岐線２８に設けられている電流用リレー２６-2を導通状態にし且つ測点１-2に接続する本線２７に接続された電位用リレー３５-2を切断状態にする。３番目〜６０番目の測点１-3〜１-60を電流電極１ａとして端子１１ａに接続する場合も同様である。すなわち、同一の測点１に接続する本線２７に接続された電流用リレー２６と電位用リレー３５とはどちらか一方が導通状態になった場合、それに連動してもう一方は必ず切断状態になる。   Here, each current relay 26 is normally in a disconnected state, and is selectively operated. Each potential relay 35 is normally in a conductive state and is selectively cut off. For example, when all the current relays 26 are in a disconnected state and all the potential relays 35 are in a conductive state, the first measuring point 1-1 is made conductive as the current electrode 1a to the terminal 11a of the transmission device 11. Makes the current relay 26-1 provided on the branch line 28 connected to the main line 27 connected to the measuring point 1-1 conductive. At the same time, the potential relay 35-1 connected to the main line 27 connected to the measuring point 1-1 is disconnected (the state shown in FIG. 4). Next, when the second measuring point 1-2 is connected as the current electrode 1a to the terminal 11a of the transmission device 11, the branch line 28 connected to the main line 27 connected to the first measuring point 1-1 is connected. The provided current relay 26-1 is disconnected and the potential relay 35-1 connected to the main line 27 connected to the measuring point 1-1 is turned on, and the second measuring point 1-2 is selected. The current relay 26-2 provided on the branch line 28 connected to the main line 27 connected to the line 27 is turned on, and the potential relay 35-2 connected to the main line 27 connected to the measuring point 1-2 is disconnected. Put it in a state. The same applies to the case where the third to 60th measuring points 1-3 to 1-60 are connected to the terminal 11a as the current electrodes 1a. That is, when one of the current relay 26 and the potential relay 35 connected to the main line 27 connected to the same measuring point 1 is in a conductive state, the other is always disconnected in conjunction with it. .

各電流用リレー２６及び各電位用リレー３５の切断と接続との切替操作は制御装置１０の中央演算処理装置３３によって制御される。   Switching operation between disconnection and connection of each current relay 26 and each potential relay 35 is controlled by a central processing unit 33 of the control device 10.

増幅及びフィルタ回路２９は、測点１に設置されている各電極で受信した電位信号に対し、増幅度０，２０，４０ｄＢ（０，１０，１００倍）のうち一つを選択して増幅すると共に、フィルタ回路（ハイパスフィルタ）においてノイズとなる商用周波数帯（５０〜６０Ｈｚ）のレベルを−６ｄＢ（１／２倍）に低下させるものである。なお、本フィルタ回路による位相のずれはほとんど生じない。   The amplification and filter circuit 29 selects and amplifies one of the amplification levels 0, 20, and 40 dB (0, 10, 100 times) with respect to the potential signal received at each electrode installed at the measuring point 1. At the same time, the level of the commercial frequency band (50 to 60 Hz) that becomes noise in the filter circuit (high-pass filter) is reduced to -6 dB (1/2 times). In addition, the phase shift by this filter circuit hardly arises.

また、複素位相検波部２２は、電流検出回路２４と接続された１組の電流用実効値積分回路３０と、増幅及びフィルタ回路２９のそれぞれに接続された６０組の電位用実効値積分回路３１とを備える。   The complex phase detector 22 includes a set of current effective value integration circuits 30 connected to the current detection circuit 24 and 60 sets of potential effective value integration circuits 31 connected to the amplification and filter circuits 29, respectively. With.

電流用実効値積分回路３０は、デジタル化した波形データに対して通常は計算機で行われていたフーリエ変換と同種の処理を本アナログ系において実行し、電流検出回路２４により電圧値に変換された電流信号の実効値を検出するものである。   The current effective value integration circuit 30 performs the same type of processing as the Fourier transform normally performed by a computer on the digitized waveform data in this analog system, and is converted into a voltage value by the current detection circuit 24. The effective value of the current signal is detected.

６０組の電位用実効値積分回路３１は、上述と同様の方式によって測点１のそれぞれの電極と電位用遠電極３との間の電位差として受信した電位信号の実効値を検出するものである。   The 60 sets of potential effective value integration circuits 31 detect the effective value of the received potential signal as a potential difference between each electrode of the measuring point 1 and the potential far electrode 3 in the same manner as described above. .

電位用実効値積分回路３１の構成図を図６に示す。なお、電流用実効値積分回路３０の構成も同様である。入力信号（電流信号あるいは電位信号）は、設定周波数に対応して制御装置１０の中央演算処理装置３３より発信するリファレンス信号即ちｃｏｓ波及びｓｉｎ波によるゲイン制御が施される。すなわち、入力信号はｃｏｓ波ゲイン制御回路４１ａ及びｓｉｎ波ゲイン制御回路４１ｂに分岐して入力される。なお、これら二つのリファレンス信号のうちｃｏｓ波は送信電流に同期している。次に、各制御回路４１ａ及び４１ｂでゲイン制御された出力信号はそれぞれｃｏｓ積分回路４２ａ及びｓｉｎ積分回路４２ｂに入力され、Ｔ秒間の積分値（ｃｏｓ変換成分及びｓｉｎ変換成分）として蓄えられる。これらの積分値では、送信周波数と同一の信号波のみが時間と共に増加し、他の周波数の信号波あるいはノイズは数学的な直交性によりその積分値はゼロとなる。   FIG. 6 shows a configuration diagram of the effective value integration circuit 31 for potential. The configuration of the current effective value integration circuit 30 is the same. The input signal (current signal or potential signal) is subjected to gain control using a reference signal transmitted from the central processing unit 33 of the control device 10 corresponding to the set frequency, that is, a cosine wave and a sine wave. That is, the input signal is branched and input to the cos wave gain control circuit 41a and the sine wave gain control circuit 41b. Of these two reference signals, the cosine wave is synchronized with the transmission current. Next, the output signals whose gains are controlled by the control circuits 41a and 41b are input to the cos integration circuit 42a and the sin integration circuit 42b, respectively, and stored as integral values (cos conversion component and sin conversion component) for T seconds. In these integral values, only the signal wave having the same frequency as the transmission frequency increases with time, and the signal value or noise of other frequencies becomes zero due to mathematical orthogonality.

また、サンプリング部２３は、Ａ／Ｄ変換器３２を備える。   The sampling unit 23 includes an A / D converter 32.

Ａ／Ｄ変換器３２は、１組の電流用実効値積分回路３０及び６０組の電位用実効値積分回路３１からの信号が入力されると共に、それぞれのｃｏｓ積分回路４２ａ及びｓｉｎ積分回路４２ｂに蓄えられた積分値（即ちｃｏｓ変換成分及びｓｉｎ変換成分）を順次スキャニングしてデジタルデータに変換して出力する。   The A / D converter 32 receives signals from one set of current effective value integration circuits 30 and 60 sets of effective value integration circuits 31 for potentials, and inputs to each of the cos integration circuit 42a and the sin integration circuit 42b. The accumulated integral values (that is, the cos conversion component and the sin conversion component) are sequentially scanned and converted into digital data and output.

Ａ／Ｄ変換器３２より出力されたデジタルデータは制御装置１０の中央演算処理装置３３に入力される。   The digital data output from the A / D converter 32 is input to the central processing unit 33 of the control device 10.

制御装置１０に転送されたｃｏｓ変換成分及びｓｉｎ変換成分は積分時間Ｔによって正規化され、以下に示すステップによって計算機処理により振幅及び位相差が算出される。まず、信号は数式１で表される。   The cosine transform component and sin transform component transferred to the control device 10 are normalized by the integration time T, and the amplitude and phase difference are calculated by computer processing according to the following steps. First, the signal is expressed by Equation 1.

ここに、Ａ：信号，Ｒ：振幅，φ：位相，ω：角周波数，ｔ：時間。 Here, A: signal, R: amplitude, φ: phase, ω: angular frequency, t: time.

ｃｏｓ波ゲイン制御として数式２の変換を行うと共に、ｓｉｎ波ゲイン制御として数式３の変換を行う。   The conversion of Expression 2 is performed as the cosine wave gain control, and the conversion of Expression 3 is performed as the sine wave gain control.

数式２及び数式３を積分時間Ｔで除すことにより、ｃｏｓ変換成分は数式４に示す通りになり、ｓｉｎ変換成分は数式５に示す通りになる。   By dividing Equation 2 and Equation 3 by the integration time T, the cos conversion component becomes as shown in Equation 4, and the sin conversion component becomes as shown in Equation 5.

したがって、振幅Ｒは数式６に示す通りになり、位相差φは数式７に示す通りになる。   Therefore, the amplitude R is as shown in Equation 6, and the phase difference φ is as shown in Equation 7.

また、中央演算処理装置３３は送信装置１１及び受信装置２０にリファレンス信号を送る。すなわち、送信装置１１では本信号に同期した電流が地盤に送信される。受信装置２０の電流用及び電位用実効値積分回路３０及び３１では、入力信号に対し本信号に同期したｃｏｓ変換及び位相が９０度ずれたｓｉｎ変換処理が行われる。さらに、中央演算処理装置３３は電極切替部２１の送信用リレーである電流用リレー２６及び受信用リレーである電位用リレー３５の動作を制御する。   Further, the central processing unit 33 sends reference signals to the transmission device 11 and the reception device 20. That is, the transmitter 11 transmits a current synchronized with this signal to the ground. In the current value and potential value effective value integration circuits 30 and 31 of the receiving device 20, cosine conversion synchronized with this signal and sin conversion processing in which the phase is shifted by 90 degrees are performed on the input signal. Further, the central processing unit 33 controls the operation of the current relay 26 that is the transmission relay of the electrode switching unit 21 and the potential relay 35 that is the reception relay.

続いて、この地盤調査装置による地盤の電気探査の方法について説明する。   Next, a method for electrical exploration of the ground using this ground survey device will be described.

本装置は、二極法を前提とした探査専用に対応している。探査対象物のスケール及び深度に対応した測点間隔、調査領域の測点位置に電極を設置し、各電極と受信装置の接続用端子と結線する。例えば、１ｍスケールの探査対象物が深度５ｍ程度にあることが予測される場合、測点間隔は１ｍ以内、測線長は２５ｍ以上にする必要がある。また、調査領域より互いに反対方向に離れた２地点（長方形の場合は長辺の５倍以上）に、電流用遠電極２、電位用遠電極３をそれぞれ設置し、装置の遠電極接続用端子と結線する。例えば、図２に示すように調査領域が２４ｍ×４ｍの場合は、その中心位置より１００ｍ以上離れた地点に遠電極を設置する必要がある。   This device is dedicated to exploration based on the bipolar method. Electrodes are installed at measurement point intervals corresponding to the scale and depth of the object to be searched and at measurement point positions in the investigation area, and are connected to the connection terminals of each electrode and the receiving device. For example, when it is predicted that a 1 m-scale exploration target is at a depth of about 5 m, it is necessary that the interval between the measurement points is within 1 m and the measurement line length is 25 m or more. In addition, the far electrode for current 2 and the far electrode for potential 3 are installed at two points separated from each other in the opposite direction from the investigation area (more than 5 times the long side in the case of a rectangle). Connect with. For example, as shown in FIG. 2, when the survey area is 24 m × 4 m, it is necessary to install a far electrode at a point 100 m or more away from the center position.

次に、二極法による測定では、全測点の中から選択された一つの電流電極１ａから電流を地盤に流すと共に電流電極１ａを除く全ての電極（本実施形態では５９点）を電位電極１ｂとして電位を計測することになる。よって、全測点数が６０の場合、全測定データの組み合わせ数は６０×５９＝３５４０通りになる。ここで、地盤における流体の移動に伴う比抵抗変化の測定を目的とした場合は、得られた振幅に電極配置により決まる係数を乗算した見掛比抵抗が必要な情報となる。なお、測点に非分極電極を使用すれば、本装置により地盤の充電効果を計測する電気探査ＩＰ法を行うことも可能となり、その場合は位相差の情報も必要となる。   Next, in the measurement by the bipolar method, a current is passed through the ground from one current electrode 1a selected from all measurement points, and all electrodes (59 points in this embodiment) except the current electrode 1a are connected to potential electrodes. The potential is measured as 1b. Therefore, when the total number of measurement points is 60, the number of combinations of all measurement data is 60 × 59 = 3540. Here, in the case of measuring the change in specific resistance accompanying the movement of fluid in the ground, the apparent specific resistance obtained by multiplying the obtained amplitude by a coefficient determined by the electrode arrangement is necessary information. If a non-polarized electrode is used as a measuring point, it is possible to perform the electric exploration IP method for measuring the charging effect of the ground with this apparatus, and in this case, information on the phase difference is also required.

したがって、以上のように構成された地盤調査装置によれば、電極配置を二極法に限定すると共に全測点数分の受信回路を組み込むことによって電極切替操作は電流電極のみに絞られるので電子回路を大幅に簡素化することができる。これにより、短時間のうちに地盤の電気探査を行うことができるようになる。   Therefore, according to the ground survey device configured as described above, the electrode arrangement is limited to the bipolar method, and the electrode switching operation is limited to only the current electrode by incorporating the receiving circuits for all the measuring points, so that the electronic circuit Can be greatly simplified. Thereby, it becomes possible to perform an electrical survey of the ground in a short time.

すなわち、全測点電極から選択された一測点のみ導通状態とする切替操作を行うだけで済むと共に各受信チャンネルのｃｏｓ積分回路４２ａ及びｓｉｎ積分回路４２ｂでの積分値だけを制御装置１０に転送するだけで済むので、波形データのデジタル化は行わないので広いダイナミックレンジは必要ない。よって、電極の切替操作及び増幅度の切換操作が不要となり、計測時間を大幅に短縮することができる。   In other words, it is only necessary to perform a switching operation for turning on only one measuring point selected from all the measuring point electrodes, and only the integration values in the cos integrating circuit 42a and the sin integrating circuit 42b of each receiving channel are transferred to the control device 10. Since the waveform data is not digitized, a wide dynamic range is not necessary. Therefore, the electrode switching operation and the amplification degree switching operation are not necessary, and the measurement time can be greatly shortened.

具体例として、以下の条件に従って従来の地盤の電気探査装置を用いて電気探査を実施した場合の計測時間と比較する。なお、従来装置としては例えば特願２００４−３７２１１６に記載された電気探査装置が挙げられる。本装置はデジタル化した受信波形そのものを転送し、制御装置でフーリエ変換処理などを行い振幅や位相差を求める仕様となっている。
ｉ ）探査方法 ：四極法
ii ）受信チャンネル数 ：４
iii）測点数 ：６０極
iv ）送信周波数 ：２．５Ｈｚ（即ち送信周期は０．４秒）
ｖ ）送信時間 ：４秒（ただし、波数１０個分）
vi ）制御装置への転送時間：２０秒 As a specific example, the measurement time is compared with the case where an electric exploration is performed using a conventional ground electric exploration device according to the following conditions. An example of the conventional device is an electric exploration device described in Japanese Patent Application No. 2004-372116. This device is designed to transfer the digitized received waveform itself and perform a Fourier transform process etc. in the control device to obtain the amplitude and phase difference.
i) Exploration method: Quadrupole method
ii) Number of received channels: 4
iii) Number of measurement points: 60 positions
iv) Transmission frequency: 2.5 Hz (that is, the transmission cycle is 0.4 seconds)
v) Transmission time: 4 seconds (however, 10 waves)
vi) Transfer time to controller: 20 seconds

上記条件を前提とし、スタッキング数４回で１２００通りの電極組み合わせによる電位を計測すると、｛４秒（送信時間）×４（スタッキング数）＋２０秒（転送時間）｝×１２００（組み合わせ数）÷４（チャンネル数）＝１０８００秒＝３時間かかる。   Assuming the above conditions, if the potential of 1200 electrode combinations is measured with 4 stacking times, {4 seconds (transmission time) × 4 (stacking number) +20 seconds (transfer time)} × 1200 (number of combinations) ÷ 4 (Number of channels) = 10800 seconds = 3 hours.

一方、本発明の地盤調査装置の条件は以下のとおりとなる。   On the other hand, the conditions of the ground investigation device of the present invention are as follows.

ｉ ）探査方法 ：二極法
ii ）測点数 ：６０極
iii）送信周波数 ：１０００Ｈｚ（即ち送信周期は０．００１秒）
iv ）送信時間 ：０．０１秒（ただし、波数１０個分）
ｖ ）制御装置への転送時間：１秒 i) Exploration method: Bipolar method
ii) Number of measurement points: 60 positions
iii) Transmission frequency: 1000 Hz (that is, the transmission cycle is 0.001 second)
iv) Transmission time: 0.01 seconds (however, 10 waves)
v) Transfer time to controller: 1 second

なお、制御装置への転送時間については、従来装置の場合は１つの送信波形及び４つの受信波形のデジタルデータにおける１波形あたりのデータ数を５１２個とすると、転送するデータ数は５１２×５＝２５６０個となるのに対し、本発明の地盤調査装置の場合は６０組の電位積分値及び１組の電流積分値、転送するデータ数は６１×２＝１２２個となるので、転送データ数の比２０：１に基づいて設定している。   As for the transfer time to the control device, in the case of the conventional device, if the number of data per waveform in the digital data of one transmission waveform and four reception waveforms is 512, the number of data to be transferred is 512 × 5 = Whereas the number of data to be transferred is 61 × 2 = 122 in the case of the ground investigation device of the present invention, the number of data to be transferred is 61 × 2 = 122 in the case of the ground survey device of the present invention. It is set based on the ratio 20: 1.

上記条件を前提とし、スタッキング数４回で二極法による全組み合わせ数６０×５９＝３５４０通りの組み合わせによる電位を計測すると、｛０．０１秒（送信時間）×４（スタッキング数）＋１秒（転送時間）｝×６０（送信箇所）≒６０秒＝１分の計測時間となる。すなわち、実質的には制御装置への転送時間だけで済む。そして、計算上は本装置の方が３倍のデータ取得数なので、理論上は従来装置の１８０×３＝５４０倍の高速性能が達成される。   Assuming the above conditions, when the potentials of the total number of combinations 60 × 59 = 3540 by the bipolar method are measured with 4 stacking times, {0.01 seconds (transmission time) × 4 (stacking number) +1 second ( Transfer time)} × 60 (transmission location) ≈60 seconds = 1 minute measurement time. That is, substantially only the transfer time to the control device is required. Since this apparatus is three times the number of data acquisitions in calculation, theoretically, the high speed performance of 180 × 3 = 540 times that of the conventional apparatus can be achieved.

次に、Ｓ３の処理で得られた三次元電気探査の結果を用いて地盤状態の評価を行うと共に（Ｓ４）、地盤への液体の浸透状況に基づいて計測を終了するか否かを判断する（Ｓ５）。   Next, the ground state is evaluated using the result of the three-dimensional electrical exploration obtained in the process of S3 (S4), and it is determined whether or not to end the measurement based on the state of liquid penetration into the ground. (S5).

Ｓ２の処理において、調査対象地域１３の地表面７に液体９が散布されて地盤中に浸透する。そして、地盤中に水みちが存在する場合には当該水みちにおいて液体９の浸透速度が周辺の地盤中よりも速くなるので、Ｓ３の処理の三次元電気探査の結果から地盤中の土砂の運搬経路となる水みちの有無が判断される。   In the process of S2, the liquid 9 is sprayed on the ground surface 7 of the investigation target area 13 and penetrates into the ground. Then, when there is a water channel in the ground, the penetration speed of the liquid 9 becomes faster in the water channel than in the surrounding ground, so that the transport of the earth and sand in the ground from the result of the three-dimensional electric exploration in the processing of S3. The presence / absence of a water path as a route is determined.

すなわち、図７に示すように、地盤６中に水みち１４が存在する場合には、地表面７に散布された液体９は周辺の地盤６における浸透速度よりも速い速度で水みち１４の中を流動する。したがって、水みち１４の中の液体９や、水みち１４の中を流動して水みち１４の壁を濡らしている液体９や、水みち１４の壁から徐々に地盤６中に浸透する液体９（図７（Ｂ）の符号１６で示す破線）として周辺の地盤６中を浸透する液体９よりも突出して浸透するので、Ｓ３の処理の三次元電気探査の結果から地盤中の土砂の運搬経路となる水みちの有無が判断される。   That is, as shown in FIG. 7, when the water channel 14 is present in the ground 6, the liquid 9 sprayed on the ground surface 7 is in the water channel 14 at a speed higher than the permeation rate in the surrounding ground 6. Flow. Accordingly, the liquid 9 in the water channel 14, the liquid 9 that flows in the water channel 14 and wets the wall of the water channel 14, or the liquid 9 that gradually permeates into the ground 6 from the wall of the water channel 14. Since it protrudes and penetrates from the liquid 9 penetrating into the surrounding ground 6 as a broken line (denoted by a reference numeral 16 in FIG. 7B), the transport route of earth and sand in the ground from the result of the three-dimensional electric exploration of the processing of S3. The presence or absence of a water path is determined.

具体的には、図８に示すように、地盤６深部に水みち１４が存在している場合には、地表面７に液体９が散布されると、地表面７近くでは水みち１４の影響を受けることなく調査対象地域１３全体に亘って概ね一様に徐々に液体９が地盤６中に浸透する。そして、液体９の散布が繰り返されたり雨が降り続けたりするに従って地盤６の深部に向かって液体９の浸透が進行する。   Specifically, as shown in FIG. 8, when the water channel 14 exists in the deep part of the ground 6, when the liquid 9 is sprayed on the ground surface 7, the influence of the water channel 14 near the ground surface 7. The liquid 9 permeates into the ground 6 gradually and uniformly over the entire survey target area 13 without receiving. And as the spraying of the liquid 9 is repeated or it continues to rain, the penetration of the liquid 9 proceeds toward the deep part of the ground 6.

例えば、図８（Ｂ）に示すように、液体９の一回目の散布の後若しくは降雨開始から僅かな時間が経過した段階での一回目の計測では散布液体若しくは雨水９の浸透分布は地表面７から浅い範囲に限られ（図８（Ｂ）の浸透前線１７ａ）、地盤６の電気探査によって得られる結果も地表面７から浅い範囲に液体９が浸透している様相を示す。そして、液体９の散布の回数を重ねるに従って、若しくは降雨が続くに従って、順次実施される地盤６の電気探査の結果は液体９が地盤６の深部に向かって徐々に浸透していく様相を示す（図８（Ｂ）の浸透前線１７ｂ，１７ｃ）。   For example, as shown in FIG. 8 (B), in the first measurement after the first spraying of the liquid 9 or when a slight time has passed since the start of rainfall, the permeation distribution of the sprayed liquid or the rainwater 9 is the ground surface. 7 is a shallow range (infiltration front 17a in FIG. 8B), and the result obtained by the electric exploration of the ground 6 also shows that the liquid 9 penetrates into the shallow range from the ground surface 7. Then, as the number of sprays of the liquid 9 is increased or as the rainfall continues, the result of the electrical survey of the ground 6 that is sequentially performed shows that the liquid 9 gradually permeates toward the deep part of the ground 6 ( Penetration fronts 17b and 17c in FIG. 8B).

そして、地盤６中への液体９の浸透前線１７ｄが地盤６中に存在する水みち１４の端部に到達すると、水みち１４においては周辺の地盤６中と比べて液体９の浸透性が高いので、周辺地盤６の平均的な液体９の浸透分布よりも速く水みち１４中を液体９が浸透する。そのため、地盤６の電気探査によって得られる結果も液体９の浸透前線１７ｄから突出して液体９が浸透している様相を示す。   When the penetration front 17d of the liquid 9 into the ground 6 reaches the end of the water channel 14 existing in the ground 6, the permeability of the liquid 9 is higher in the water channel 14 than in the surrounding ground 6. Therefore, the liquid 9 permeates through the water channel 14 faster than the average permeation distribution of the liquid 9 in the surrounding ground 6. Therefore, the result obtained by the electric exploration of the ground 6 also shows a state in which the liquid 9 is infiltrated by protruding from the penetration front 17 d of the liquid 9.

すなわち、図９に示すように、地表面７から浸透した液体９が水みち１４を中心に且つ周辺の地盤６における液体９の浸透よりも速く即ち周辺の浸透分布から突出して地盤６中に浸透する様相が電気探査によって明らかになる。この電気探査の結果によって地盤６中に水みち１４が存在していることが検知され、当該地盤６の状態の評価として地盤陥没の危険性があると判断される。   That is, as shown in FIG. 9, the liquid 9 that has penetrated from the ground surface 7 penetrates the ground 6 faster than the penetration of the liquid 9 around the water channel 14 and in the surrounding ground 6, that is, protrudes from the surrounding penetration distribution. The aspect of doing this will be revealed by electric exploration. As a result of this electric exploration, the presence of the water path 14 in the ground 6 is detected, and it is determined that there is a risk of ground collapse as an evaluation of the state of the ground 6.

そして、液体９を地盤６に浸透させながら地盤６の電気探査を行うと共にその結果に基づいて地盤状態の評価を繰り返して行う間に、Ｓ５の処理として、当初予定の深度まで液体９が地盤６中に浸透して液体９の浸透状況の計測を終了すると判断された場合には（Ｓ５；Ｙｅｓ）、地盤調査を終了する（Ｓ６）。   Then, while conducting the electrical exploration of the ground 6 while penetrating the liquid 9 into the ground 6 and repeatedly evaluating the ground state based on the result, the liquid 9 is grounded to the originally planned depth as a process of S5. If it is determined that the measurement of the state of penetration of the liquid 9 is completed by penetrating into the inside (S5; Yes), the ground survey is terminated (S6).

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態の地盤調査装置は、測点数が６０点まで対応可能な装置として構成されているが、６０チャンネルの拡張装置を順次追加することによって原理的には無限の測点数に対応することが可能である。例えば、拡張装置を３台追加した場合には測点数が２４０点まで計測が可能となる。この場合、計測時間は、本実施形態の６０チャンネルの場合の４倍、すなわち１分×２４０／６０＝４分で計測が可能である。   In addition, although the above-mentioned form is an example of the suitable form of this invention, it is not limited to this, A various deformation | transformation implementation is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the ground survey device according to the present embodiment is configured as a device that can handle up to 60 measurement points, but in principle, it can handle an infinite number of measurement points by sequentially adding 60-channel expansion devices. It is possible. For example, when three expansion devices are added, it is possible to measure up to 240 measurement points. In this case, the measurement time is four times that in the case of 60 channels of the present embodiment, that is, 1 minute × 240/60 = 4 minutes.

また、本実施形態では、液体９を地盤６に浸透させながらの地盤６の電気探査とその結果に基づく地盤状態の評価とを繰り返して行うことを前提とした例について説明したが、これに限られるものではなく、一回目の地盤６の電気探査によって当初予定していた探査深度まで液体９が浸透されていることが確認されたり水みちの存在が確認されたりして地盤調査として充分であると判断された場合には地盤６の電気探査と地盤状態の評価とを繰り返して行わなくても構わない。   Further, in the present embodiment, an example has been described on the assumption that the electrical exploration of the ground 6 while the liquid 9 is infiltrated into the ground 6 and the evaluation of the ground state based on the result are repeatedly performed. This is not sufficient, and it is sufficient as ground investigation because it is confirmed that the liquid 9 has penetrated to the initially planned exploration depth by the first electric exploration of the ground 6 or the presence of the water path is confirmed. If it is determined, it is not necessary to repeat the electrical exploration of the ground 6 and the evaluation of the ground state.

さらに、本発明の地盤調査装置を図１０に示すように構成しても良い。なお、以下の説明においては、本発明の地盤調査装置に係る上述の実施形態のことを第一の実施形態と呼び、以下に説明する他の実施形態のことを第二の実施形態と呼ぶ。なお、以下に説明する第二の実施形態において上述の第一の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。   Furthermore, you may comprise the ground investigation apparatus of this invention as shown in FIG. In the following description, the above-described embodiment relating to the ground investigation device of the present invention is referred to as a first embodiment, and the other embodiments described below are referred to as a second embodiment. In addition, in 2nd embodiment demonstrated below, the same code | symbol is attached | subjected about the component similar to the above-mentioned 1st embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.

第二の実施形態では、一つの測点１に一つの電流用電極１ａと一つの電位用電極１ｂとが組み合わされて配置される。具体的には、一つの測点１において組み合わされている電流用電極１ａと電位用電極１ｂとは測線に対して直交方向に互いに例えば２０〜３０ｃｍ程度離して配置されて接地させられる。   In the second embodiment, one current electrode 1a and one potential electrode 1b are combined and arranged at one measuring point 1. Specifically, the current electrode 1a and the potential electrode 1b combined at one measuring point 1 are arranged to be separated from each other in the direction orthogonal to the measuring line, for example, about 20 to 30 cm, and are grounded.

第二の実施形態としての地盤調査装置は、正弦波電流を送信する送信装置１１と、地表面７に展開される電流用電極１ａ毎に配置され該電流用電極１ａに接続されて択一的に導通状態になって正弦波電流を供給する電流用電極１ａを切り替える電流用リレー２６と、各電流用電極１ａと組み合わされて配置される電位用電極１ｂのそれぞれに接続されて各電位用電極１ｂでの接地インピーダンスを低減する演算増幅器３９と、演算増幅器３９のそれぞれに接続されて前記導通状態にされた電流用リレー２６に接続する各電流用電極１ａと組み合わされている電位用電極１ｂに接続するものは切断状態にされると共にその他は導通状態にされる電位用リレー３５を備え電位信号を受信する電位用電極１ｂを切り替える電位用スイッチ回路３４と、電位用リレー３５のそれぞれに接続され電位信号に対して増幅度を選択して増幅すると共にノイズのレベルを低下させる増幅及びフィルタ回路２９と、増幅及びフィルタ回路２９のそれぞれに接続され電位信号の実効値を検出する電位用実効値積分回路３１とを有し、地盤６中に液体９を浸透させながら二極法によって地盤６の三次元電気探査を行って地盤６中への液体９の浸透分布と比べて突出して液体９が浸透している箇所を検知することによって地盤陥没の危険箇所を特定するようにしている。   The ground surveying device as the second embodiment is arranged alternatively for each of the transmitting device 11 for transmitting a sine wave current and the current electrode 1a developed on the ground surface 7 and connected to the current electrode 1a. Each of the potential electrodes is connected to a current relay 26 for switching the current electrode 1a for supplying a sine wave current in a conductive state, and a potential electrode 1b arranged in combination with each current electrode 1a. An operational amplifier 39 for reducing the ground impedance at 1b, and a potential electrode 1b combined with each current electrode 1a connected to the current relay 26 connected to each of the operational amplifiers 39 and connected to the conductive state A potential switch circuit 34 for switching a potential electrode 1b for receiving a potential signal, which includes a potential relay 35 that is disconnected while the others are connected to each other. An amplification and filter circuit 29 that is connected to each of the potential relays 35 and selects and amplifies the amplification level of the potential signal and reduces the noise level, and is connected to each of the amplification and filter circuit 29 and the effective potential signal. An effective value integration circuit 31 for detecting a value, and the penetration of the liquid 9 into the ground 6 by conducting a three-dimensional electrical survey of the ground 6 by the bipolar method while the liquid 9 is infiltrated into the ground 6 As compared with the above, the location where the liquid 9 penetrates is detected to identify the dangerous location of the ground depression.

第二の実施形態の地盤調査装置は、制御装置１０と電流送信・検出装置３６と受信装置２０とから構成される。   The ground survey device according to the second embodiment includes a control device 10, a current transmission / detection device 36, and a reception device 20.

制御装置１０は、中央演算処理装置３３を有する例えばコンピュータであり、電流送信・検出装置３６及び受信装置２０の動作を制御するものである。   The control device 10 is, for example, a computer having a central processing unit 33 and controls operations of the current transmission / detection device 36 and the reception device 20.

電流送信・検出装置３６は、送信装置１１と電流検出回路２４とを有する。なお、電流送信・検出装置３６には発電機５が接続され、電流送信・検出装置３６はこの発電機５から電力の供給を受けて作動する。   The current transmission / detection device 36 includes the transmission device 11 and a current detection circuit 24. A generator 5 is connected to the current transmission / detection device 36, and the current transmission / detection device 36 operates by receiving power supplied from the generator 5.

送信装置１１は、測点１の中から選択された一箇所の電流用電極１ａ及び電流用遠電極２に対して電流を供給するものである。なお、本実施形態においても合計６０点の測点１が配置されているものとする。   The transmitter 11 supplies current to the current electrode 1 a and the current far electrode 2 selected from the measuring points 1. In this embodiment, a total of 60 measuring points 1 are arranged.

送信装置１１は、端子１１ａ及び端子１１ｂを有し、これらの端子間に一定周期で電流を供給し、電流値及び電流の送信周波数を調節することができる。   The transmission device 11 includes a terminal 11a and a terminal 11b, and can supply a current between these terminals at a constant period to adjust a current value and a transmission frequency of the current.

送信装置１１から任意の周波数のリファレンス信号（ｃｏｓ波である）に同期した電流が、パワーアンプ（電力増幅器）及び絶縁トランス１１ｃで増幅され、端子１１ａ及び端子１１ｂの間に送信されて地盤に送信される。このリファレンス信号は制御装置１０の中央演算処理装置３３によって制御され、中央演算処理装置３３から発せられた周波数及び送信電圧の情報は受信装置２０に備えられたＤ／Ａ変換器３７によってリファレンス信号（ｃｏｓ波である）に変換されてパワーアンプ及び絶縁トランス１１ｃに入力される。なお、流体を浸透させる仮定で地盤の比抵抗が低く変化し、送信用電極から流れる電流値が送信装置１１の仕様（本実施形態では最大４００ｍＡ）を超えた場合は、それ以上流れないように自動制御される。   A current synchronized with a reference signal (which is a cosine wave) of an arbitrary frequency is amplified by a power amplifier (power amplifier) and an insulating transformer 11c from the transmission device 11, transmitted between the terminals 11a and 11b, and transmitted to the ground. Is done. The reference signal is controlled by the central processing unit 33 of the control device 10, and the frequency and transmission voltage information generated from the central processing unit 33 is referred to by the D / A converter 37 provided in the receiving device 20. a cosine wave) and input to the power amplifier and isolation transformer 11c. Note that if the specific resistance of the ground changes low under the assumption that the fluid is infiltrated and the current value flowing from the transmitting electrode exceeds the specification of the transmitting device 11 (maximum 400 mA in the present embodiment), it should not flow any further. It is automatically controlled.

端子１１ａは電流検出回路２４及び電流用リレー２６を介して測点１の中から選択された一箇所の電流用電極１ａと導通される。また、端子１１ｂは電流用遠電極２と接続される。   The terminal 11a is electrically connected to one current electrode 1a selected from the measuring points 1 through the current detection circuit 24 and the current relay 26. The terminal 11 b is connected to the current far electrode 2.

電流用電極１ａと電流用遠電極２との間に供給される正弦波電流の電流値や送信周波数は第一の実施形態と同様である。   The current value and transmission frequency of the sine wave current supplied between the current electrode 1a and the current far electrode 2 are the same as in the first embodiment.

電流検出回路２４は、アイソレーションアンプ２４ａによって電流用電極１ａから地盤に流れた電流を抵抗２４ｂで生じた電圧値として検出するものである。電流検出回路２４は、送信装置１１の端子１１ａと電流用リレー２６との間に接続される。   The current detection circuit 24 detects a current flowing from the current electrode 1a to the ground by the isolation amplifier 24a as a voltage value generated in the resistor 24b. The current detection circuit 24 is connected between the terminal 11 a of the transmission device 11 and the current relay 26.

電流用リレー２６は、測点１の電流用電極１ａに通じる導線の接続と切断とを制御するものである。ここで、第二の実施形態では、電流用リレー２６が測点１毎に電流用電極１ａと一緒に分散して配置される。   The current relay 26 controls connection and disconnection of the conductive wire leading to the current electrode 1 a at the measuring point 1. Here, in the second embodiment, the current relays 26 are arranged in a distributed manner together with the current electrodes 1 a for each measuring point 1.

具体的には、本実施形態では、電流検出回路２４に３芯ケーブル４０が接続されると共に、３芯ケーブル４０から分岐する分岐線４３-1，４３-2，４３-3，…（以下、適宜、単に分岐線４３と表記する）のそれぞれに電流用リレー２６-1，２６-2，２６-3，…が接続され、各電流用リレー２６-1，２６-2，２６-3，…に測点１-1，１-2，１-3，…が接続される。なお、測点１の数は６０であるので、３芯ケーブル４０は６０本の分岐線４３を有し、６０個の電流用リレー２６が電流用電極１ａと一緒に配置される。なお、３芯ケーブル４０のうち１芯は電流用であり、２芯は電流用リレー２６の制御用である。   Specifically, in the present embodiment, a three-core cable 40 is connected to the current detection circuit 24, and branch lines 43-1, 43-2, 43-3,. Current relays 26-1, 26-2, 26-3,... Are connected to each of the current relays 26-1, 26-2, 26-3,. Are connected to stations 1-1, 1-2, 1-3,. Since the number of measuring points 1 is 60, the three-core cable 40 has 60 branch lines 43, and 60 current relays 26 are arranged together with the current electrodes 1a. Of the three-core cable 40, one core is for current and the second core is for controlling the current relay 26.

電流用リレー２６は複数の測点１の中から選択された一箇所の電流用電極１ａに通じる分岐線４３を送信装置１１の端子１１ａに接続するものである。すなわち、通常は全ての測点１が送信装置１１の端子１１ａと切断状態になっているが、電流用電極１ａとして選択された一箇所の測点１は送信装置１１の端子１１ａと導通状態になる。   The current relay 26 connects the branch line 43 leading to the current electrode 1 a selected from the plurality of measuring points 1 to the terminal 11 a of the transmission device 11. In other words, all the measuring points 1 are normally disconnected from the terminal 11a of the transmitting device 11, but one measuring point 1 selected as the current electrode 1a is in a conductive state with the terminal 11a of the transmitting device 11. Become.

送信装置１１からの正弦波電流を供給する測点１の電流用電極１ａの切り替えは、制御装置１０の中央演算処理装置３３によって制御される。具体的には、３芯ケーブル４０を介して中央演算処理装置３３からの制御信号が電流用リレー２６に入力され電流用リレー２６の切断状態と導通状態とが切り替えられる。   The switching of the current electrode 1a of the station 1 that supplies the sine wave current from the transmission device 11 is controlled by the central processing unit 33 of the control device 10. Specifically, a control signal from the central processing unit 33 is input to the current relay 26 via the three-core cable 40, and the current relay 26 is switched between a disconnected state and a conductive state.

また、本実施形態における受信装置２０は、測点１の電位用電極１ｂと電位用遠電極３との間の電位信号（具体的には電位差）を同時に受信するものである。   In addition, the receiving device 20 according to the present embodiment simultaneously receives a potential signal (specifically, a potential difference) between the potential electrode 1b and the potential far electrode 3 at the measuring point 1.

例えば、全測点数が６０点の場合、６０点の中から選択された一箇所の測点１の電流用電極１ａから流した電流によって地盤に生じた電位信号を、前記選択された一箇所の測点１を除く全ての測点１（５９点である）の電位用電極１ｂで同時に受信する。なお、電位信号は各電位用電極１ｂと電位用遠電極３との間の電位差として計測する。   For example, when the total number of measurement points is 60 points, the potential signal generated in the ground due to the current flowing from the current electrode 1a at one measurement point 1 selected from the 60 points is converted into the selected one point. The data are received simultaneously by the potential electrodes 1b at all the measurement points 1 (59 points) except the measurement point 1. The potential signal is measured as a potential difference between each potential electrode 1b and the potential far electrode 3.

受信装置２０は電位電極切替部４４と複素位相検波部２２とサンプリング部２３とを有する。なお、受信装置２０にはバッテリー４が接続され、受信装置２０はこのバッテリー４から電力の供給を受けて作動する。   The receiving device 20 includes a potential electrode switching unit 44, a complex phase detection unit 22, and a sampling unit 23. Note that a battery 4 is connected to the receiving device 20, and the receiving device 20 operates by receiving power supplied from the battery 4.

受信装置２０の電位電極切替部４４は、電位用スイッチ回路３４、増幅及びフィルタ回路２９を備える。   The potential electrode switching unit 44 of the receiving device 20 includes a potential switch circuit 34 and an amplification and filter circuit 29.

電位用スイッチ回路３４は、全ての測点１の電位用電極１ｂに通じる導線の接続と切断とを制御するものである。   The potential switch circuit 34 controls connection and disconnection of the lead wires leading to the potential electrodes 1b of all the measuring points 1.

電位用スイッチ回路３４は、電位用リレー３５-1，３５-2，３５-3，…（以下、適宜、単に電位用リレー３５と表記する）を備える。本実施形態では、測点１の数に対応して６０個の電位用リレー３５を有する。   The potential switch circuit 34 includes potential relays 35-1, 35-2, 35-3,... (Hereinafter simply referred to as potential relay 35 as appropriate). In the present embodiment, 60 potential relays 35 are provided corresponding to the number of measurement points 1.

電位用リレー３５は例えば３０芯ケーブル３８を介して各測点１の電位用電極１ｂと接続される。具体的には、３０芯ケーブル３８の一方の分岐線のそれぞれに電位用リレー３５が接続され、他方の分岐線のそれぞれに演算増幅器３９を介して電位用電極１ｂが接続される。なお、本実施形態では、測点１は６０点であるので二本の３０芯ケーブル３８を用いる。   The potential relay 35 is connected to the potential electrode 1b of each measuring point 1 through, for example, a 30-core cable 38. Specifically, the potential relay 35 is connected to one branch line of the 30-core cable 38, and the potential electrode 1 b is connected to the other branch line via the operational amplifier 39. In this embodiment, since the measuring point 1 is 60 points, two 30-core cables 38 are used.

演算増幅器（インピーダンス変換器とも呼ばれる）３９は、各電位用電極１ｂでの接地インピーダンスを低減するためのものである。演算増幅器３９を設けることにより、接地抵抗が高い場合に混入し易くなる電線と地面との間に発生するキャパシタンス成分による電磁的な誘導ノイズや多芯ケーブルの絶縁性能の劣化によるリーク（高周波数を使用するほど顕著に発生する）が低減される。   The operational amplifier (also referred to as an impedance converter) 39 is for reducing the ground impedance at each potential electrode 1b. By providing the operational amplifier 39, electromagnetic induction noise due to a capacitance component generated between the electric wire and the ground which is likely to be mixed when the ground resistance is high and leakage due to deterioration of the insulation performance of the multicore cable (high frequency is reduced). Which occurs remarkably with use) is reduced.

ここで、各電流用リレー２６は通常は切断状態にあり、択一的に導通操作される。また、各電位用リレー３５は通常は導通状態にあり、択一的に切断操作される。例えば、全ての電流用リレー２６が切断状態にあると共に全ての電位用リレー３５が導通状態にあり、１番目の測点１-1の電流用電極１ａを送信装置１１の端子１１ａに導通させる場合には、１番目の測点１-1の電流用電極１ａに接続する電流用リレー２６-1を導通状態にする。同時に、１番目の測点１-1の電位用電極１ｂに接続する電位用リレー３５-1を切断状態にする（図１０に示す状態）。次に、２番目の測点１-2の電流用電極１ａを送信装置１１の端子１１ａに接続させる場合には、１番目の測点１-1の電流用電極１ａに接続する電流用リレー２６-1を切断状態にし且つ測点１-1の電位用電極１ｂに接続する電位用リレー３５-1を導通状態にすると共に、２番目の測点１-2の電流用電極１ａに接続する電流用リレー２６-2を導通状態にし且つ測点１-2の電位用電極１ｂに接続する電位用リレー３５-2を切断状態にする。３番目〜６０番目の測点１-3〜１-60の電流用電極１ａを端子１１ａに接続する場合も同様である。すなわち、或る測点１において組み合わされている電流用電極１ａと電位用電極１ｂとのそれぞれに接続する電流用リレー２６と電位用リレー３５とはどちらか一方が導通状態になった場合にそれに連動してもう一方は必ず切断状態になる。   Here, each current relay 26 is normally in a disconnected state, and is selectively operated. Each potential relay 35 is normally in a conductive state and is selectively cut off. For example, when all the current relays 26 are in a disconnected state and all the potential relays 35 are in a conductive state, the current electrode 1a at the first measuring point 1-1 is connected to the terminal 11a of the transmitter 11. In this case, the current relay 26-1 connected to the current electrode 1a at the first measuring point 1-1 is brought into a conducting state. At the same time, the potential relay 35-1 connected to the potential electrode 1b at the first measuring point 1-1 is disconnected (the state shown in FIG. 10). Next, when the current electrode 1a at the second measuring point 1-2 is connected to the terminal 11a of the transmitter 11, the current relay 26 connected to the current electrode 1a at the first measuring point 1-1. -1 is disconnected and the potential relay 35-1 connected to the potential electrode 1b at the measuring point 1-1 is turned on, and the current connected to the current electrode 1a at the second measuring point 1-2. The relay 26-2 is turned on, and the potential relay 35-2 connected to the potential electrode 1b at the measuring point 1-2 is cut off. The same applies to the case where the current electrodes 1a of the third to 60th measuring points 1-3 to 1-60 are connected to the terminal 11a. That is, when one of the current relay 26 and the potential relay 35 connected to each of the current electrode 1a and the potential electrode 1b combined at a certain measuring point 1 is in a conductive state, The other will always be disconnected.

各電位用リレー３５の切断と接続との切替操作は制御装置１０の中央演算処理装置３３によって制御される。   Switching operation between disconnection and connection of each potential relay 35 is controlled by the central processing unit 33 of the control device 10.

増幅及びフィルタ回路２９，複素位相検波部２２（これに含まれる電流用実効値積分回路３０，電位用実効値積分回路３１），サンプリング部２３（これに含まれるＡ／Ｄ変換器３２）は第一の実施形態におけるものと同様の構成を有して同様の働きをするものであるので、詳細な説明は省略する。   The amplification and filter circuit 29, the complex phase detector 22 (the current effective value integrating circuit 30 and the potential effective value integrating circuit 31 included therein), and the sampling unit 23 (the A / D converter 32 included therein) are the first. Since it has a configuration similar to that in the embodiment and functions in the same manner, detailed description thereof is omitted.

また、Ａ／Ｄ変換器３２より出力されたデジタルデータに係る制御装置１０での処理も第一の実施形態におけるものと同様であるので詳細な説明は省略する。   Further, since the processing in the control apparatus 10 relating to the digital data output from the A / D converter 32 is the same as that in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

また、中央演算処理装置３３は、電流送信・検出装置３６並びに受信装置２０にリファレンス信号を送る。すなわち、電流送信・検出装置３６の送信装置１１では本信号に同期した電流が地盤に送信される。受信装置２０の電流用実効値積分回路３０及び電位用実効値積分回路３１では、入力信号に対し本信号に同期したｃｏｓ変換及び位相が９０度ずれたｓｉｎ変換処理が行われる。さらに、中央演算処理装置３３は送信用リレーである電流用リレー２６及び受信用リレーである電位用リレー３５の動作を制御する。   The central processing unit 33 sends reference signals to the current transmission / detection device 36 and the reception device 20. That is, the transmitter 11 of the current transmitter / detector 36 transmits a current synchronized with this signal to the ground. The current effective value integration circuit 30 and the potential effective value integration circuit 31 of the receiving device 20 perform cosine conversion synchronized with this signal and sin conversion processing whose phase is shifted by 90 degrees with respect to the input signal. Further, the central processing unit 33 controls the operation of the current relay 26 which is a transmission relay and the potential relay 35 which is a reception relay.

以上の構成を有する第二の実施形態の地盤調査装置によれば、電極（符号１ａ，１ｂ）とケーブル（符号３８，４０）と各種装置ユニット（符号２６，３５等）との全てについて電流用と電位用とで完全に別系統に分離するようにしているので、多芯ケーブルの絶縁性能の劣化によるリークを低減することができる。   According to the ground survey device of the second embodiment having the above configuration, all of the electrodes (reference numerals 1a, 1b), cables (reference numerals 38, 40), and various apparatus units (reference numerals 26, 35, etc.) are used for current. And the potential are completely separated into separate systems, so that leakage due to deterioration of the insulation performance of the multicore cable can be reduced.

また、第二の実施形態の地盤調査装置によれば、電流用リレー２６を電流用電極１ａと一緒に一個ずつ分散して配置すると共に３芯ケーブル４０によって制御するようにしているので、多芯ケーブルの絶縁性能の劣化によるリークを低減することができる。   In addition, according to the ground survey device of the second embodiment, the current relays 26 are arranged one by one together with the current electrode 1a and are controlled by the three-core cable 40. Leakage due to deterioration of the insulation performance of the cable can be reduced.

さらに、第二の実施形態の地盤調査装置によれば、電位用電極１ｂに対して演算増幅器３９を設けて接地抵抗を約１００００万分の１以下に低減するようにしているので、多芯ケーブルの絶縁性能の劣化によるリークを低減することができる。   Furthermore, according to the ground investigation device of the second embodiment, the operational amplifier 39 is provided for the potential electrode 1b to reduce the ground resistance to about 1 / 10,000,000 or less. Leakage due to deterioration of insulation performance can be reduced.

本発明の地盤調査装置を用いた地盤調査方法の実施形態の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of embodiment of the ground investigation method using the ground investigation apparatus of this invention. 実施形態の電極の展開を説明する図である。It is a figure explaining the expansion | deployment of the electrode of embodiment. 実施形態の散水車による液体の散布を説明する図である。It is a figure explaining dispersion | spreading of the liquid by the water truck of embodiment. 実施形態の地盤調査装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the ground investigation apparatus of an embodiment. 実施形態の地盤調査装置のスイッチ回路の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a switch circuit of the ground investigation device of an embodiment. 実施形態の地盤調査装置の実効値積分回路の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the effective value integration circuit of the ground investigation device of an embodiment. 地盤中の水みちにおける液体の浸透を説明する図である。（Ａ）は地盤中に存在する水みちを示す図である。（Ｂ）は地盤中の水みちを中心とした液体の浸透を説明する図である。It is a figure explaining the osmosis | permeation of the liquid in the water path in the ground. (A) is a figure which shows the water path which exists in the ground. (B) is a figure explaining the penetration | infiltration of the liquid centering on the water path in the ground. 地盤中に水みちが存在する場合の液体の浸透を説明する図である。（Ａ）は地盤中に存在する水みち並びに地盤中への液体の浸透を示す図である。（Ｂ）は地盤中への液体の浸透並びに水みち内への液体の浸透を説明する図である。It is a figure explaining penetration | infiltration of the liquid in case a water path exists in the ground. (A) is a figure which shows the penetration | infiltration of the liquid which penetrates into the ground and the ground which exists in the ground. (B) is a figure explaining penetration of the liquid into the ground and penetration of the liquid into the water channel. 地盤中の水みちに沿って液体が浸透する様相を説明する図である。It is a figure explaining the aspect which a liquid osmose | permeates along the water path in the ground. 本発明の地盤調査装置の他の実施形態を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining other embodiment of the ground investigation apparatus of this invention. 従来から考えられてきた地盤陥没発生メカニズムを説明する図である。（Ａ）は実際のトンネル断面よりも大きい断面で地盤が掘削されている状態を説明する図である。（Ｂ）はトンネル背面に残された空隙が崩落することによって地盤陥没が発生することを説明する図である。It is a figure explaining the ground depression occurrence mechanism considered conventionally. (A) is a figure explaining the state where the ground is excavated in a cross section larger than an actual tunnel cross section. (B) is a figure explaining that a ground depression occurs when the space | gap left on the tunnel back surface collapses. 地盤中の液体の浸透並びに水みち及び空洞の形成を説明する図である。（Ａ）は液体が地盤の弱点部を選択的に流れながら地盤中に浸透する状況を説明する図である。（Ｂ）は、地盤中に水みち及び空洞が形成される状況を説明する図である。It is a figure explaining the penetration | infiltration of the liquid in a ground, and formation of a water channel and a cavity. (A) is a figure explaining the condition where the liquid permeates into the ground while selectively flowing through the weak points of the ground. (B) is a figure explaining the condition where a water path and a cavity are formed in the ground.

符号の説明Explanation of symbols

１ 電極（測点）
１１ 送信装置
２５ 電流用スイッチ回路
２６ 電流用リレー
２９ 増幅及びフィルタ回路
３１ 電位用実効値積分回路
３４ 電位用スイッチ回路
３５ 電位用リレー
３６ 電流送信・検出装置
３７ Ｄ／Ａ変換器
３８ ３０芯ケーブル
３９ 演算増幅器
４０ ３芯ケーブル
４３ 分岐線
４４ 電位電極切替部 1 Electrode (station)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Transmission apparatus 25 Current switch circuit 26 Current relay 29 Amplification and filter circuit 31 Potential effective value integration circuit 34 Potential switch circuit 35 Potential relay 36 Current transmission / detection device 37 D / A converter 38 30-core cable 39 Operational amplifier 40 3-core cable 43 Branch line 44 Potential electrode switching unit

Claims (4)

正弦波電流を送信する手段と、地表面に展開される電極のそれぞれに接続されて択一的に導通状態にされる電流用リレーを備え前記正弦波電流を供給する前記電極を切り替える電流用スイッチ回路と、前記電流用リレーのそれぞれに接続されて前記導通状態にされた電流用リレーに接続するものは切断状態にされると共にその他は導通状態にされる電位用リレーを備え電位信号を受信する前記電極を切り替える電位用スイッチ回路と、前記電位用リレーのそれぞれに接続され前記電位信号に対して増幅度を選択して増幅すると共にノイズのレベルを低下させる増幅及びフィルタ回路と、前記増幅及びフィルタ回路のそれぞれに接続され前記電位信号の実効値を検出する電位用実効値積分回路とを有し、二極法によって地盤の三次元電気探査を行うことを特徴とする地盤調査装置。   Means for transmitting a sine wave current; and a current switch for switching between the electrodes for supplying the sine wave current, comprising a current relay connected to each of the electrodes developed on the ground surface and selectively rendered conductive A circuit and a current relay connected to each of the current relays and connected to the current relay are disconnected and others are connected to a potential relay to receive a potential signal. A potential switch circuit for switching the electrodes, an amplification and filter circuit that is connected to each of the potential relays, selects and amplifies the potential signal with respect to the potential signal, and reduces the noise level, and the amplification and filter And an effective value integration circuit for electric potential that is connected to each of the circuits and detects an effective value of the electric potential signal. Ground survey device according to claim Ukoto. 正弦波電流を送信する手段と、地表面に展開される電極のそれぞれに接続されて択一的に導通状態にされる電流用リレーを備え前記正弦波電流を供給する前記電極を切り替える電流用スイッチ回路と、前記電流用リレーのそれぞれに接続されて前記導通状態にされた電流用リレーに接続するものは切断状態にされると共にその他は導通状態にされる電位用リレーを備え電位信号を受信する前記電極を切り替える電位用スイッチ回路と、前記電位用リレーのそれぞれに接続され前記電位信号に対して増幅度を選択して増幅すると共にノイズのレベルを低下させる増幅及びフィルタ回路と、前記増幅及びフィルタ回路のそれぞれに接続され前記電位信号の実効値を検出する電位用実効値積分回路と、地盤中に液体を浸透させながら二極法によって前記地盤の三次元電気探査を行って前記地盤中への前記液体の浸透分布と比べて突出して前記液体が浸透している箇所を検知することによって地盤陥没の危険箇所を特定する手段とを有することを特徴とする地盤調査装置。   Means for transmitting a sine wave current; and a current switch for switching between the electrodes for supplying the sine wave current, comprising a current relay connected to each of the electrodes developed on the ground surface and selectively rendered conductive A circuit and a current relay connected to each of the current relays and connected to the current relay are disconnected and others are connected to a potential relay to receive a potential signal. A potential switch circuit for switching the electrodes, an amplification and filter circuit that is connected to each of the potential relays, selects and amplifies the potential signal with respect to the potential signal, and reduces the noise level, and the amplification and filter An effective value integration circuit for potential connected to each of the circuits to detect the effective value of the potential signal, and a bipolar method while allowing liquid to penetrate into the ground Means for performing a three-dimensional electrical exploration of the ground and detecting a portion where the liquid is penetrating and detecting a portion where the liquid is penetrating by detecting a portion penetrating the liquid and penetrating the ground. A ground survey device. 正弦波電流を送信する手段と、地表面に展開される電流用電極毎に配置され該電流用電極に接続されて択一的に導通状態になって前記正弦波電流を供給する前記電流用電極を切り替える電流用リレーと、各前記電流用電極と組み合わされて配置される電位用電極のそれぞれに接続されて各前記電位用電極での接地インピーダンスを低減する演算増幅器と、前記演算増幅器のそれぞれに接続されて前記導通状態にされた電流用リレーに接続する各電流用電極と組み合わされている電位用電極に接続するものは切断状態にされると共にその他は導通状態にされる電位用リレーを備え電位信号を受信する前記電位用電極を切り替える電位用スイッチ回路と、前記電位用リレーのそれぞれに接続され前記電位信号に対して増幅度を選択して増幅すると共にノイズのレベルを低下させる増幅及びフィルタ回路と、前記増幅及びフィルタ回路のそれぞれに接続され前記電位信号の実効値を検出する電位用実効値積分回路とを有し、二極法によって地盤の三次元電気探査を行うことを特徴とする地盤調査装置。   Means for transmitting a sine wave current, and the current electrode arranged for each of the current electrodes developed on the ground surface and connected to the current electrode to selectively conduct and supply the sine wave current A current relay for switching, an operational amplifier connected to each of the potential electrodes arranged in combination with each of the current electrodes to reduce ground impedance at each of the potential electrodes, and each of the operational amplifiers What is connected to the potential electrode combined with each current electrode connected to the connected current relay is connected to the potential electrode, and the other is provided with a potential relay that is made conductive When the potential switch circuit for switching the potential electrode that receives the potential signal and the potential relay connected to each of the potential relays are selected and amplified with respect to the potential signal An amplifying and filtering circuit for reducing the noise level, and a potential effective value integrating circuit connected to each of the amplifying and filtering circuits for detecting an effective value of the potential signal. A ground surveying device characterized by conducting an electrical survey. 正弦波電流を送信する手段と、地表面に展開される電流用電極毎に配置され該電流用電極に接続されて択一的に導通状態になって前記正弦波電流を供給する前記電流用電極を切り替える電流用リレーと、各前記電流用電極と組み合わされて配置される電位用電極のそれぞれに接続されて各前記電位用電極での接地インピーダンスを低減する演算増幅器と、前記演算増幅器のそれぞれに接続されて前記導通状態にされた電流用リレーに接続する各電流用電極と組み合わされている電位用電極に接続するものは切断状態にされると共にその他は導通状態にされる電位用リレーを備え電位信号を受信する前記電位用電極を切り替える電位用スイッチ回路と、前記電位用リレーのそれぞれに接続され前記電位信号に対して増幅度を選択して増幅すると共にノイズのレベルを低下させる増幅及びフィルタ回路と、前記増幅及びフィルタ回路のそれぞれに接続され前記電位信号の実効値を検出する電位用実効値積分回路と、地盤中に液体を浸透させながら二極法によって前記地盤の三次元電気探査を行って前記地盤中への前記液体の浸透分布と比べて突出して前記液体が浸透している箇所を検知することによって地盤陥没の危険箇所を特定する手段とを有することを特徴とする地盤調査装置。   Means for transmitting a sine wave current, and the current electrode arranged for each of the current electrodes developed on the ground surface and connected to the current electrode to selectively conduct and supply the sine wave current A current relay for switching, an operational amplifier connected to each of the potential electrodes arranged in combination with each of the current electrodes to reduce ground impedance at each of the potential electrodes, and each of the operational amplifiers What is connected to the potential electrode combined with each current electrode connected to the connected current relay is connected to the potential electrode, and the other is provided with a potential relay that is made conductive When the potential switch circuit for switching the potential electrode that receives the potential signal and the potential relay connected to each of the potential relays are selected and amplified with respect to the potential signal An amplification and filter circuit that lowers the noise level, an effective value integration circuit for detecting an effective value of the potential signal connected to each of the amplification and filter circuit, and a bipolar circuit while allowing liquid to penetrate into the ground Means for performing a three-dimensional electrical exploration of the ground by a method to identify a risk of a ground collapse by detecting a location where the liquid penetrates and protrudes in comparison with the penetration distribution of the liquid into the ground; A ground surveying device characterized by comprising:
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