JP6172503B2 - Elastic wave velocity measuring device for half core - Google Patents

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Description

本発明は、コアリングにより得られた試料を半割した半割コアの力学的特性を測定する半割コア用弾性波速度測定装置に関する。   The present invention relates to an elastic wave velocity measuring apparatus for a half core that measures the mechanical properties of a half core obtained by halving a sample obtained by coring.

地盤のサンプリング調査は基礎の設計や施行に必要となる地盤情報を得る目的で土の観察や室内試験に供する試料を採取するために行われる。従来から様々なサンプリング方法が提案されているが、地盤深部の調査を行う場合にはコアリングにより円柱状の試料を採取するのが一般的である。   Ground sampling surveys are conducted to collect samples for soil observation and laboratory tests in order to obtain ground information necessary for foundation design and implementation. Various sampling methods have been proposed in the past, but in the case of investigating the deep part of the ground, it is common to collect a cylindrical sample by coring.

このようなコアリングにより得られた試料に関し、ベンダーエレメントを用いることにより、試料中を伝搬するＳ波の速度を測定する方法が知られている。例えば、特許文献１（特開２００４−５３５８６号公報）には、地盤改良の実施工に先立ち、評価対象の地盤特性と同等仕様の供試体を作成し、該供試体に対してＳ波速度と強度とを求める室内試験を行ってＳ波速度と強度との関係を定式化し、求めた回帰曲線に、実施工が進行する地盤に設置したベンダーエレメントを用いて求めたＳ波速度の測定結果を適用して原位置での地盤強度を推定することを特徴とする地盤特性の評価方法が開示されている。
特開２００４−５３５８６号公報 With respect to a sample obtained by such coring, a method for measuring the velocity of an S wave propagating in the sample by using a bender element is known. For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-53586), prior to the implementation of the ground improvement, a specimen having the same specifications as the ground characteristics to be evaluated was created, and the S wave velocity and The relationship between the S wave velocity and the strength was formulated by conducting a laboratory test to determine the strength, and the measurement result of the S wave velocity obtained using the bender element installed on the ground where the work is proceeding is obtained in the obtained regression curve. A ground property evaluation method is disclosed which is applied to estimate the ground strength at an original position.
JP 2004-53586 A

ところで、コアリングは条件さえ整えば高品質の試料が採取可能であるが、採取できる試料の量が限られることから、その用途は慎重に検討される。迅速な調査が必要な場合、試料の保存、運搬が困難な場合などには、採取したコア試料を現場で半割することで半割コアとなし、その半割面でコア試料を観察したり、水分量を測定したり、といったことが行われていた。   By the way, the coring can collect a high quality sample as long as the conditions are set, but the use of the coring is carefully considered because the amount of the sample that can be collected is limited. When quick investigation is required, or when it is difficult to store or transport the sample, the core sample is divided into half by dividing it on-site, and the core sample is observed on the half surface. The amount of water was measured, and so on.

しかしながら、従来、上記のような半割コアによって、現場において、力学的な特性値を求める簡便な方法がなく、問題であった。   However, there has conventionally been a problem because there is no simple method for obtaining a dynamic characteristic value in the field by using the above-described halved core.

この発明は、上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、コアリングにより得られた試料を半割した半割コアの弾性波速度を測定する半割コア用弾性波速度測定装置であって、前記半割コアに埋設されるＳ波発振用ベンダーエレメント及びＰ波発振用ベンダーエレメントが配された発振基台部を有する発振ロッドと、前記半割コアに埋設されるＳ波受振用ベンダーエレメント及びＰ波受振用ベンダーエレメントが配された受振基台部を有する受振ロッドと、前記Ｓ波発振用ベンダーエレメント及び前記Ｐ波発振用ベンダーエレメントに入力する信号を発生する信号発生部と、前記Ｓ波受振用ベンダーエレメント及び前記Ｐ波受振用ベンダーエレメントで受信した信号を取得するデータ取得部と、からなり、前記発振ロッドには、前記Ｓ波発振用ベンダーエレメント及び前記Ｐ波発振用ベンダーエレメントが複数設けられると共に、前記受振ロッドには、前記Ｓ波受振用ベンダーエレメント及び前記Ｐ波受振用ベンダーエレメントが複数設けられることを特徴とする。
This invention solves the said subject, The invention which concerns on Claim 1 measures the elastic wave velocity for the half core which measured the half wave core which divided the sample obtained by coring. A measurement device, an oscillation rod having an oscillation base portion on which an S-wave oscillation bender element and a P-wave oscillation bender element embedded in the half core are disposed, and an S embedded in the half core A receiving rod having a receiving base portion on which a wave receiving bender element and a P wave receiving bender element are arranged, and signal generation for generating a signal to be input to the S wave oscillation bender element and the P wave oscillation bender element and parts, the data acquisition unit for acquiring the received signal at the S bender element and bender element for the P-wave geophone for wave geophone, Tona is, the oscillation rod Together with the S-wave oscillation bender element and the P-wave oscillation bender element is plurality, wherein the geophone rod, characterized Rukoto bender element and said bender element for P-wave geophone for the S-wave geophone is provided with a plurality of And

また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の半割コア用弾性波速度測定装置において、前記発振ロッドには、前記Ｓ波発振用ベンダーエレメント及び前記Ｐ波発振用ベンダーエレメントが交互に設けられると共に、前記受振ロッドには、前記Ｓ波受振用ベンダーエレメント及び前記Ｐ波受振用ベンダーエレメントが交互に設けられることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the elastic wave velocity measuring device for a half core according to the first aspect , the oscillating rod includes the S-wave oscillating bender element and the P-wave oscillating bender element alternately. The S-wave receiving bender element and the P-wave receiving bender element are alternately provided on the receiving rod.

また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の半割コア用弾性波速度測定装置において、前記発振ロッドには、前記Ｓ波発振用ベンダーエレメント及び前記Ｐ波発振用ベンダーエレメントが交互に設けられると共に、前記受振ロッドには、前記Ｓ波受振用ベンダー
エレメント及び前記Ｐ波受振用ベンダーエレメントが交互に設けられることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the elastic wave velocity measuring apparatus for a half core according to the second aspect, the S-wave oscillation bender element and the P-wave oscillation bender element are alternately arranged on the oscillation rod. The S-wave receiving bender element and the P-wave receiving bender element are alternately provided on the receiving rod.

本発明に係る半割コア用弾性波速度測定装置は、あらかじめＳ波発振用ベンダーエレメント及びＰ波発振用ベンダーエレメントが配された発振基台部を有する発振ロッドと、Ｓ波受振用ベンダーエレメント及びＰ波受振用ベンダーエレメントが配された受振基台部を有する受振ロッドと、を有しており、前記発振ロッドと、前記受振ロッドとを半割コアにセットすることで、試料の弾性波速度を現場で簡便に測定することが可能となる。   An elastic wave velocity measuring apparatus for a half core according to the present invention includes an oscillation rod having an oscillation base portion on which an S-wave oscillation bender element and a P-wave oscillation bender element are arranged in advance, an S-wave receiving bender element, A receiving rod having a receiving base portion on which a P-wave receiving bender element is arranged, and by setting the oscillation rod and the receiving rod to a half core, the elastic wave velocity of the sample Can be easily measured on site.

また、本発明に係る半割コア用弾性波速度測定装置によれば、半割コア試料について、所定間隔毎のＳ波速度及びＰ波速度を迅速に測定することが可能である。   Moreover, according to the half-core elastic wave velocity measuring apparatus according to the present invention, it is possible to quickly measure the S-wave velocity and the P-wave velocity at predetermined intervals for the half-core sample.

本発明の実施形態に係る半割コア用弾性波速度測定装置３００で用いる発振ロッド１００及び受振ロッド２００の斜視図である。It is a perspective view of the oscillation rod 100 and the receiving rod 200 used with the elastic wave velocity measuring apparatus 300 for half cores which concerns on embodiment of this invention. ベンダーエレメントを用いた測定状況の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the measurement condition using a vendor element. ベンダーエレメントの原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of a vendor element. 発振ロッド１００及び受振ロッド２００の半割コアＣに装着した状態を示す図である。It is a figure which shows the state mounted | worn with the half core C of the oscillation rod 100 and the receiving rod 200. FIG. 本発明の実施形態に係る半割コア用弾性波速度測定装置３００のブロック図である。It is a block diagram of elastic wave velocity measuring apparatus 300 for half cores concerning an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る半割コア用弾性波速度測定装置３００で発振ロッド１００及び受振ロッド２００がセットされた状態の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the state in which the oscillation rod 100 and the receiving rod 200 were set with the elastic wave velocity measuring apparatus 300 for half cores which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る半割コア用弾性波速度測定装置３００によって取得されるデータの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the data acquired by the elastic wave velocity measuring apparatus 300 for half cores which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係る半割コア用弾性波速度測定装置３００で用いる発振ロッド１００及び受振ロッド２００の斜視図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an oscillating rod 100 and a receiving rod 200 used in an elastic wave velocity measuring apparatus 300 for a half core according to an embodiment of the present invention.

本発明の実施形態に係る半割コア用弾性波速度測定装置３００において、採取したコア試料を現場で半割することで得られる半割コアに直接装着するプローブとしては、発振ロッド１００及び受振ロッド２００が用いられる。   In the half-core elastic wave velocity measuring apparatus 300 according to the embodiment of the present invention, the probe directly attached to the half core obtained by halving the collected core sample at the site includes the oscillation rod 100 and the vibration receiving rod. 200 is used.

発振ロッド１００における、アクリルなどの合成樹脂で形成された発振基台部１１０には、長手方向に、Ｓ波発振用ベンダーエレメント（Ｓ1乃至Ｓ6）及びＰ波発振用ベンダーエレメント（Ｐ1乃至Ｐ5）が交互に、それぞれ発振基台部１１０に片持ち支持された状態で配置されている。 The oscillation base 110 made of a synthetic resin such as acrylic in the oscillation rod 100 has an S-wave oscillation bender element (S 1 to S 6 ) and a P-wave oscillation bender element (P 1 to P 6 ) in the longitudinal direction. P 5 ) are alternately arranged in a cantilevered manner on the oscillation base 110.

それぞれのＳ波発振用ベンダーエレメント（Ｓ1乃至Ｓ6）及びＰ波発振用ベンダーエレメント（Ｐ1乃至Ｐ5）には、発振リード線１２０が取り付けられており、それぞれのベンダーエレメントに独立して電圧を印加することができるようになっている。 An oscillation lead wire 120 is attached to each of the S-wave oscillation bender elements (S 1 to S 6 ) and the P-wave oscillation bender elements (P 1 to P 5 ), independently of each bender element. A voltage can be applied.

Ｓ波発振用ベンダーエレメント（Ｓ1乃至Ｓ6）同士は互いに距離ｄの間隔で、発振基台部１１０に配置されており、Ｐ波発振用ベンダーエレメント（Ｐ1乃至Ｐ5）同士も互いに距離ｄの間隔で、発振基台部１１０に配置されている。また、隣り合うＳ波発振用ベンダーエレメント（Ｓ1乃至Ｓ6）の中間に、Ｐ波発振用ベンダーエレメント（Ｐ1乃至Ｐ5）が配置されるようになっている。 The S-wave oscillation bender elements (S 1 to S 6 ) are arranged on the oscillation base 110 at a distance d from each other, and the P-wave oscillation bender elements (P 1 to P 5 ) are also distanced from each other. Arranged on the oscillation base 110 at intervals of d. In addition, the P-wave oscillation bender elements (P 1 to P 5 ) are arranged between the adjacent S-wave oscillation bender elements (S 1 to S 6 ).

なお、発振ロッド１００に設けるＳ波発振用ベンダーエレメントの数、及びＰ波発振用ベンダーエレメントの数は、本実施形態に限定されることなく、任意とすることができる。   The number of S-wave oscillation bender elements and the number of P-wave oscillation bender elements provided on the oscillation rod 100 are not limited to this embodiment, and can be arbitrarily set.

また、受振ロッド２００における、アクリルなどの合成樹脂で形成された受振基台部２１０には、長手方向に、Ｓ波受振用ベンダーエレメント（Ｓ'1乃至Ｓ'6）及びＰ波受振用ベンダーエレメント（Ｐ'1乃至Ｐ'5）が交互に、それぞれ受振基台部２１０に片持ち支持された状態で配置されている。 Further, in the vibration receiving rod 200, a vibration receiving base 210 made of a synthetic resin such as acrylic is provided with an S wave receiving bender element (S ′ 1 to S ′ 6 ) and a P wave receiving bender element in the longitudinal direction. (P ′ 1 to P ′ 5 ) are alternately arranged in a cantilevered state on the vibration receiving base 210.

それぞれのＳ波受振用ベンダーエレメント（Ｓ'1乃至Ｓ'6）及びＰ波受振用ベンダーエレメント（Ｐ'1乃至Ｐ'5）には、受振リード線２２０が取り付けられており、それぞれのベンダーエレメントで発生する電圧を取り出すことができるようになっている。 Each S-wave receiving bender element (S ′ 1 to S ′ 6 ) and P-wave receiving bender element (P ′ 1 to P ′ 5 ) is attached with a receiving lead 220. It is possible to take out the voltage generated at.

Ｓ波受振用ベンダーエレメント（Ｓ'1乃至Ｓ'6）同士は互いに距離ｄの間隔で、受振基台部２１０に配置されており、Ｐ波受振用ベンダーエレメント（Ｐ'1乃至Ｐ'5）同士も互いに距離ｄの間隔で、受振基台部２１０に配置されている。また、隣り合うＳ波受振用ベンダーエレメント（Ｓ'1乃至Ｓ'6）の中間に、Ｐ波受振用ベンダーエレメント（Ｐ'1乃至Ｐ'5）が配置されるようになっている。 The S wave receiving bender elements (S ′ 1 to S ′ 6 ) are arranged on the receiving base 210 at a distance d from each other, and the P wave receiving bender elements (P ′ 1 to P ′ 5 ) are arranged. They are also arranged on the vibration receiving base 210 at a distance d from each other. Also, P wave receiving bender elements (P ′ 1 to P ′ 5 ) are arranged between adjacent S wave receiving bender elements (S ′ 1 to S ′ 6 ).

なお、受振ロッド２００に設けるＳ波受振用ベンダーエレメントの数、及びＰ波受振用ベンダーエレメントの数は、本実施形態に限定されることなく、任意とすることができる。   The number of S-wave receiving bender elements provided on the receiving rod 200 and the number of P-wave receiving bender elements are not limited to the present embodiment, and can be arbitrarily set.

発振ロッド１００に用いるＳ波発振用ベンダーエレメント（Ｓ1乃至Ｓ6）及びＰ波発振用ベンダーエレメント（Ｐ1乃至Ｐ5）、受振ロッド２００に用いるＳ波受振用ベンダーエレメント（Ｓ'1乃至Ｓ'6）及びＰ波受振用ベンダーエレメント（Ｐ'1乃至Ｐ'5）の全てのベンダーエレメントに共通のものを用いても構わない。しかし、発振側のＳ波発振用ベンダーエレメント（Ｓ1乃至Ｓ6）及びＰ波発振用ベンダーエレメント（Ｐ1乃至Ｐ5）には、シリーズ型（直列結線）のものを、また、受振側のＳ波受振用ベンダーエレメント（Ｓ'1乃至Ｓ'6）及びＰ波受振用ベンダーエレメント（Ｐ'1乃至Ｐ'5）にはパラレル型（並列結線）のものをもちいることがより好ましい。 S-wave oscillation bender elements (S 1 to S 6 ) and P-wave oscillation bender elements (P 1 to P 5 ) used for the oscillation rod 100, and S-wave reception bender elements (S ′ 1 to S 5 ) used for the vibration receiving rod 200. A common element may be used for all the vendor elements of ' 6 ) and P-wave receiving vendor elements (P' 1 to P ' 5 ). However, the S-wave oscillation bender elements (S 1 to S 6 ) and the P-wave oscillation bender elements (P 1 to P 5 ) on the oscillation side are of the series type (series connection), and the reception side More preferably, the S wave receiving bender elements (S ′ 1 to S ′ 6 ) and the P wave receiving bender elements (P ′ 1 to P ′ 5 ) are of the parallel type (parallel connection).

これは、ベンダーエレメントには、圧電セラミックの貼り合わせ方によって、パラレル型（並列結線）とシリーズ型（直列結線）があり、分極方向が同一方向となるように貼り合わせたパラレル型の場合、同じ印加電圧に対して、分極方向が１８０度異なる方向に貼り合わせたシリーズ型よりも大きく振動する特性を有しているため発振用に好適であり、一方、シリーズ型の場合、同じ振動に対してパラレル型よりも生じる電圧が高くなるので受振側に好適だからである。   This is the same when the bender element is parallel type (parallel connection) and series type (series connection), depending on how the piezoelectric ceramic is bonded, and the parallel type where the polarization directions are the same. It is suitable for oscillation because it has a characteristic that it vibrates more greatly than the series type in which the polarization direction is 180 degrees different from the applied voltage. On the other hand, the series type is suitable for the same vibration. This is because the voltage generated is higher than that of the parallel type and is suitable for the vibration receiving side.

発振ロッド１００及び受振ロッド２００に設けられているベンダーエレメントの概要について、図２を参照して説明する。   The outline of the bender element provided in the oscillation rod 100 and the receiving rod 200 will be described with reference to FIG.

ベースエレメントとは、圧電セラミックの薄板を２枚貼り合わせた振動子５２の呼称であり、土などの試料中の弾性波速度測定を目的として使用される。   The base element is a name of the vibrator 52 in which two piezoelectric ceramic thin plates are bonded together, and is used for the purpose of measuring an elastic wave velocity in a sample such as soil.

ベンダーエレメントで用いられる圧電セラミックの材質としては、通称ＰＺＴと呼ばれ、一般に強誘電体のチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）と反強誘電体のジルコン酸鉛（ＰｂＺｒ
Ｏ3）の固溶体で成分は［Ｐｂ（Ｚｒ−Ｔｉ）Ｏ3］である。 The material of the piezoelectric ceramic used in the bender element is commonly called PZT and is generally a ferroelectric lead titanate (PbTiO 3 ) and an antiferroelectric lead zirconate (PbZr).
The component is [Pb (Zr-Ti) O 3 ] in a solid solution of O 3 ).

上記のような圧電セラミックは、高電界印加により結晶軸の方向を特定の方向に揃える分極処理を行うと圧電性を発現する。分極処理を施された圧電セラミックは、応力を加えると電気分極を生じ電界が発生し（正効果）、逆に電界を加えて電気分極を起こさせるとひずみが生じる（逆効果）特性を有している。   The piezoelectric ceramic as described above exhibits piezoelectricity when a polarization process is performed in which the direction of the crystal axis is aligned in a specific direction by applying a high electric field. Piezoelectric ceramics that have undergone polarization treatment have the property that when electric stress is applied, an electric field is generated and an electric field is generated (positive effect), whereas when electric field is applied to cause electric polarization, distortion occurs (inverse effect). ing.

ベンダーエレメントは厚み方向に分極された圧電セラミックを弾性補強、かつ電極の役割を果たすニッケルやリン青銅のシム材の両面に貼り合わせた構造となっている。また、圧電セラミックの表面には銀電極やニッケル電極がコーティングされている。さらに、防水・絶縁のためにエポキシ樹脂などコーティングが施されている。   The bender element has a structure in which piezoelectric ceramics polarized in the thickness direction are bonded to both sides of a nickel or phosphor bronze shim material that elastically reinforces and serves as an electrode. The surface of the piezoelectric ceramic is coated with a silver electrode or a nickel electrode. Furthermore, a coating such as epoxy resin is applied for waterproofing and insulation.

図２は、上記のようなベンダーエレメントを利用した地盤のＳ波速度の測定方法の一例を示している。また、図３はベンダーエレメントの原理を説明する図である。図２に示したように、ベンダーエレメント５０Ｓ、５０Ｒを所定距離Ｌだけ離れた地盤内に埋設し、一方のベンダーエレメント５０ＳからＳ波を発信させ、もう他方のベンダーエレメント５０ＲでＳ波を受信し、そのベンダーエレメント間の距離ＬをＳ波の伝搬時間（遅延時間）で除すことにより、対象試料中のＳ波速度Ｖｓを算定するものである。   FIG. 2 shows an example of a method for measuring the S wave velocity of the ground using the vendor element as described above. FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of the vendor element. As shown in FIG. 2, the vendor elements 50S and 50R are embedded in the ground separated by a predetermined distance L, an S wave is transmitted from one vendor element 50S, and an S wave is received by the other vendor element 50R. The S wave velocity Vs in the target sample is calculated by dividing the distance L between the bender elements by the S wave propagation time (delay time).

すなわち、この埋設されたベンダーエレメント５０が試料から所定の振動を受けて片持ち梁が変位する（撓む）と、圧電効果によりその変位方向（図３：素子内矢印方向）に電気分極が生じ、その先端撓み量（ｕ）に比例した電圧（Ｖ）が、撓み方向に応じた極性を伴って発生する。したがって、同一形状のベンダーエレメント５０を、振動子５２同士が対向するように試料内に配置し、一方のベンダーエレメント５０の振動子５２Ｓを発振部とし、他方のベンダーエレメント５０の振動子５２Ｒを受振部とし、両者間の試料を媒体として波動（Ｓ波）を伝播させ、この２つの振動子５２Ｓ、５２Ｒ間の距離に対して波動の到達時間を求めることで、この試料位置でのＳ波速度（Ｖs）を算出することができる
。なお、図３各図では振動子５２の先端５２ｂ近傍に接続するように回路が示されているが、実際には電源からのリード線は片持ち支持部内で振動子５２の端子（図示せず）に接続されている。 That is, when the embedded bender element 50 receives a predetermined vibration from the sample and the cantilever is displaced (bends), electric polarization occurs in the displacement direction (FIG. 3: arrow direction in the element) due to the piezoelectric effect. A voltage (V) proportional to the tip deflection amount (u) is generated with a polarity corresponding to the deflection direction. Therefore, the bender element 50 having the same shape is arranged in the sample so that the vibrators 52 face each other, the vibrator 52S of one bender element 50 is used as an oscillating portion, and the vibrator 52R of the other bender element 50 is received. And the wave (S wave) is propagated using the sample between the two as a medium, and the arrival time of the wave is obtained with respect to the distance between the two vibrators 52S and 52R, so that the S wave velocity at this sample position is obtained. (Vs) can be calculated. In each of FIGS. 3A and 3B, the circuit is shown so as to be connected to the vicinity of the tip 52b of the vibrator 52. However, in reality, the lead wire from the power source is connected to the terminal (not shown) of the vibrator 52 within the cantilever support. )It is connected to the.

なお、ベンダーエレメントの発振周波数はその自由端長の二乗に反比例するので、試料の剛性を考慮して自由端長（片持ち支持部からベンダーエレメント先端部までの長さ）を設定することにより、データ取得に最適な発振周波数を選択する。   Since the oscillation frequency of the bender element is inversely proportional to the square of its free end length, by setting the free end length (the length from the cantilever support to the bender element tip) in consideration of the rigidity of the sample, Select the optimal oscillation frequency for data acquisition.

次に、本発明で用いる発振ロッド１００及び受振ロッド２００を用いた半割コアＣの弾性波速度測定の具体的な方法について説明する。   Next, a specific method for measuring the elastic wave velocity of the half core C using the oscillation rod 100 and the receiving rod 200 used in the present invention will be described.

図４は発振ロッド１００及び受振ロッド２００の半割コアＣに装着した状態を示す図であり、図５は本発明の実施形態に係る半割コア用弾性波速度測定装置３００のブロック図である。   4 is a diagram showing a state in which the oscillating rod 100 and the receiving rod 200 are attached to the half core C, and FIG. 5 is a block diagram of the half-core elastic wave velocity measuring apparatus 300 according to the embodiment of the present invention. .

図４に示すように、発振ロッド１００及び受振ロッド２００は、発振ロッド１００のＳ波発振用ベンダーエレメント（Ｓ1乃至Ｓ6）及びＰ波発振用ベンダーエレメント（Ｐ1乃
至Ｐ5）のそれぞれと、受振ロッド２００のＳ波受振用ベンダーエレメント（Ｓ'1乃至Ｓ'6）及びＰ波受振用ベンダーエレメント（Ｐ'1乃至Ｐ'5）のそれぞれとが互いに、半割コ
アＣに埋設された状態で対向するように、半割コアＣの平面部にセットする。 As shown in FIG. 4, the oscillating rod 100 and the receiving rod 200 are respectively connected to the S-wave oscillation bender elements (S 1 to S 6 ) and the P-wave oscillation bender elements (P 1 to P 5 ) of the oscillation rod 100. Each of the S-wave receiving bender elements (S ′ 1 to S ′ 6 ) and the P-wave receiving bender elements (P ′ 1 to P ′ 5 ) of the receiving rod 200 is embedded in the half core C. It is set on the flat part of the half core C so as to face each other.

図６は本発明の実施形態に係る半割コア用弾性波速度測定装置３００で発振ロッド１００及び受振ロッド２００がセットされた状態の断面を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing a cross section of the half-core elastic wave velocity measuring apparatus 300 according to the embodiment of the present invention in a state where the oscillation rod 100 and the receiving rod 200 are set.

図６（ａ）は発振ロッド１００のＳ波発振用ベンダーエレメントと受振ロッド２００の
Ｓ波受振用ベンダーエレメントとが対向した状態を示している。 FIG. 6A shows a state where the S-wave oscillation bender element of the oscillation rod 100 and the S-wave reception bender element of the vibration receiving rod 200 face each other.

また、図６（ｂ）は発振ロッド１００のＰ波発振用ベンダーエレメントと受振ロッド２００のＰ波受振用ベンダーエレメントとが対向した状態を示している。   FIG. 6B shows a state in which the P-wave oscillation bender element of the oscillation rod 100 and the P-wave reception bender element of the receiving rod 200 face each other.

また、図５において、信号発生部１５０は、ベンダーエレメントに印加する電圧を発生する、例えば、ファンクションジェネレータなどであり、発振側切換部１６０は、当該信号発生部１５０で発生された電圧を、発振ロッド１００におけるどのベンダーエレメントに印加するかを切り換えるものである。図５の例では、信号発生部１５０で発生された信号は、発振側切換部１６０によって、Ｓ波発振用ベンダーエレメント（Ｓ1）が選択され
、これに信号が印加される状態を示している。 In FIG. 5, the signal generation unit 150 is a function generator or the like that generates a voltage to be applied to the bender element, and the oscillation-side switching unit 160 oscillates the voltage generated by the signal generation unit 150. The bender element in the rod 100 is switched to be applied. In the example of FIG. 5, the signal generated by the signal generation unit 150 indicates a state in which the oscillation-side switching unit 160 selects the S-wave oscillation bender element (S 1 ) and applies the signal thereto. .

また、受振側切換部２６０は、受振ロッド２００のどのベンダーエレメントで、受信を行うかを切り換えるものであり、図５の例では、受振側切換部２６０によって、Ｓ波受振用ベンダーエレメント（Ｓ'1）が選択され、これにより弾性波の受信を行う状態を示している。 Further, the receiving side switching unit 260 switches which bender element of the receiving rod 200 is used for reception. In the example of FIG. 1 ) is selected, which indicates a state in which elastic waves are received.

受振側切換部２６０からの出力は、直流アンプなどの信号増幅部２７０で増幅され、データログ機能付きオシロスコープなどのデータ取得部２８０によって記録される。また、データ取得部２８０では、信号発生部１５０で出力された信号を記録するようにしておいてもよい。   The output from the receiving side switching unit 260 is amplified by a signal amplifying unit 270 such as a DC amplifier, and is recorded by a data acquiring unit 280 such as an oscilloscope with a data log function. In addition, the data acquisition unit 280 may record the signal output from the signal generation unit 150.

以上のような構成において、発振側切換部１６０で発振させるベンダーエレメントを順次Ｓ1→Ｐ1→Ｓ2→・・・のように選択しつつ、受振側切換部２６０で受信させるベンダ
ーエレメントも順次Ｓ'1→Ｐ'1→Ｓ'2→・・・のように選択して、それぞれ対向するベンダーエレメント間で、弾性波が伝搬する際の、送受の振動をデータ取得部２８０で記録する。 In the above-described configuration, the vendor elements that are oscillated by the oscillation side switching unit 160 are sequentially selected as S 1 → P 1 → S 2 →. The selection is made as S ′ 1 → P ′ 1 → S ′ 2 →... And data transmission / reception is recorded by the data acquisition unit 280 when elastic waves propagate between the opposing vendor elements.

図７は本発明の実施形態に係る半割コア用弾性波速度測定装置３００によって取得されるデータの一例を示す図である。発振側切換部１６０によって、Ｓ波発振用ベンダーエレメント（Ｓ1）が選択され、受振側切換部２６０によって、Ｓ波受振用ベンダーエレメン
ト（Ｓ'1）が選択された状態で、図７が記録された場合には、半割コアＣのＳ1とＳ'1と
が埋設された層でのＳ波速度をＶｓ＝Δｘ／ΔＴによって求めることができる。 FIG. 7 is a diagram showing an example of data acquired by the half-core elastic wave velocity measuring apparatus 300 according to the embodiment of the present invention. FIG. 7 is recorded with the S-wave oscillation bender element (S 1 ) selected by the oscillation-side switching unit 160 and the S-wave reception bender element (S ′ 1 ) selected by the receiving-side switching unit 260. In such a case, the S wave velocity in the layer in which S 1 and S ′ 1 of the half core C are embedded can be obtained by Vs = Δx / ΔT.

本実施形態では、ベンダーエレメントＳ1−Ｓ'1間、ベンダーエレメントＰ1−Ｐ'1間、ベンダーエレメントＳ2−Ｓ'2間、ベンダーエレメントＰ2−Ｐ'2間、ベンダーエレメントＳ3−Ｓ'3間、ベンダーエレメントＰ3−Ｐ'3間、ベンダーエレメントＳ4−Ｓ'4間、ベン
ダーエレメントＰ4−Ｐ'4間、ベンダーエレメントＳ5−Ｓ'5間、ベンダーエレメントＰ5
−Ｐ'5間、ベンダーエレメントＳ6−Ｓ'6間における弾性波が伝搬する際の、送受の振動
をデータ取得部２８０で記録することができる。すなわち、本実施形態では、半割コアＣについて、長さｄ毎のＰ波速度（５点）およびＳ波速度（６点）を迅速に測定することが可能である。 In this embodiment, between the vendor elements S 1 and S ′ 1, between the vendor elements P 1 and P ′ 1, between the vendor elements S 2 and S ′ 2, between the vendor elements P 2 and P ′ 2, and between the vendor elements S 3 − S 'between 3, bender element P 3 -P' between 3, bender element S 4 -S 'between 4, bender element P 4 -P' between 4, bender element S 5 -S 'between 5, bender element P 5
The data acquisition unit 280 can record the vibration of transmission / reception when the elastic wave propagates between -P ′ 5 and between the bender elements S 6 -S ′ 6 . That is, in this embodiment, it is possible to quickly measure the P wave velocity (5 points) and the S wave velocity (6 points) for each length d of the half core C.

以上のような本発明に係る半割コア用弾性波速度測定装置３００では、あらかじめＳ波発振用ベンダーエレメント（Ｓ1乃至Ｓ6）及びＰ波発振用ベンダーエレメント（Ｐ1乃至
Ｐ5）が配された発振基台部を有する発振ロッド１００と、Ｓ波受振用ベンダーエレメン
ト（Ｓ'1乃至Ｓ'6）及びＰ波受振用ベンダーエレメント（Ｐ'1乃至Ｐ'5）が配された受振基台部を有する受振ロッド２００と、を有しており、前記発振ロッド１００と、前記受振ロッド２００とを半割コアＣにセットすることで、試料の弾性波速度を現場で簡便に測定することが可能となる。 In the half-core elastic wave velocity measuring apparatus 300 according to the present invention as described above, an S wave oscillation bender element (S 1 to S 6 ) and a P wave oscillation bender element (P 1 to P 5 ) are arranged in advance. An oscillation rod 100 having an oscillation base portion, a vibration receiving base in which an S wave receiving bender element (S ′ 1 to S ′ 6 ) and a P wave receiving bender element (P ′ 1 to P ′ 5 ) are arranged. A receiving rod 200 having a base, and by setting the oscillating rod 100 and the receiving rod 200 to the half core C, the elastic wave velocity of the sample can be easily measured in the field. Is possible.

また、本発明に係る半割コア用弾性波速度測定装置３００によれば、半割コアＣ（試料）について、所定間隔毎のＳ波速度及びＰ波速度を迅速に測定することが可能である。   Further, according to the half-core elastic wave velocity measuring apparatus 300 according to the present invention, it is possible to quickly measure the S-wave velocity and the P-wave velocity at predetermined intervals for the half-core C (sample). .

５０・・・ベンダーエレメント
５２・・・振動子
１００・・・発振ロッド
１１０・・・発振基台部
１２０・・・発振リード線
１５０・・・信号発生部
１６０・・・発振側切換部
２００・・・受振ロッド
２１０・・・受振基台部
２２０・・・受振リード線
２６０・・・受振側切換部
２７０・・・信号増幅部
２８０・・・データ取得部
３００・・・半割コア用弾性波速度測定装置
Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3、Ｓ4、Ｓ5、Ｓ6・・・Ｓ波発振用ベンダーエレメント
Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐ4、Ｐ5・・・Ｐ波発振用ベンダーエレメント
Ｓ'1、Ｓ'2、Ｓ'3、Ｓ'4、Ｓ'5、Ｓ'6・・・Ｓ波受振用ベンダーエレメント
Ｐ'1、Ｐ'2、Ｐ'3、Ｐ'4、Ｐ'5・・・Ｐ波受振用ベンダーエレメント
Ｃ・・・半割コア 50 ... bender element 52 ... vibrator 100 ... oscillation rod 110 ... oscillation base 120 ... oscillation lead wire 150 ... signal generator 160 ... oscillation side switching unit 200-・ ・ Receiving rod 210 ... receiving base part 220 ... receiving lead wire 260 ... receiving side switching part 270 ... signal amplifying part 280 ... data acquiring part 300 ... elasticity for half core Wave velocity measuring devices S 1 , S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , S 6 ... S-wave oscillation bender elements P 1 , P 2 , P 3 , P 4 , P 5. Bender elements S ′ 1 , S ′ 2 , S ′ 3 , S ′ 4 , S ′ 5 , S ′ 6 ... S wave receiving bender elements P ′ 1 , P ′ 2 , P ′ 3 , P ′ 4 , P ' 5 ... P wave receiving bender element C ... Half core

Claims (2)

コアリングにより得られた試料を半割した半割コアの弾性波速度を測定する半割コア用弾性波速度測定装置であって、
前記半割コアに埋設されるＳ波発振用ベンダーエレメント及びＰ波発振用ベンダーエレメントが配された発振基台部を有する発振ロッドと、
前記半割コアに埋設されるＳ波受振用ベンダーエレメント及びＰ波受振用ベンダーエレメントが配された受振基台部を有する受振ロッドと、
前記Ｓ波発振用ベンダーエレメント及び前記Ｐ波発振用ベンダーエレメントに入力する信号を発生する信号発生部と、
前記Ｓ波受振用ベンダーエレメント及び前記Ｐ波受振用ベンダーエレメントで受信した信号を取得するデータ取得部と、からなり、
前記発振ロッドには、前記Ｓ波発振用ベンダーエレメント及び前記Ｐ波発振用ベンダーエレメントが複数設けられると共に、
前記受振ロッドには、前記Ｓ波受振用ベンダーエレメント及び前記Ｐ波受振用ベンダーエレメントが複数設けられることを特徴とする半割コア用弾性波速度測定装置。 An elastic wave velocity measuring device for a half core that measures the elastic wave velocity of a half core obtained by halving a sample obtained by coring,
An oscillation rod having an oscillation base portion in which an S-wave oscillation bender element and a P-wave oscillation bender element embedded in the half core are disposed;
A receiving rod having a receiving base portion in which an S wave receiving bender element and a P wave receiving bender element embedded in the half core are disposed;
A signal generator for generating signals to be input to the S-wave oscillation bender element and the P-wave oscillation bender element;
A data acquisition unit for acquiring signals received by bender element and said bender element for P-wave geophone for the S-wave geophone, Ri Tona,
The oscillation rod is provided with a plurality of the S-wave oscillation bender elements and the P-wave oscillation bender elements,
The geophones The rod, the S-wave geophone for bender element and the P-wave geophone for bender element is more provided wherein to half core elastic wave velocity measuring apparatus Rukoto. 前記発振ロッドには、前記Ｓ波発振用ベンダーエレメント及び前記Ｐ波発振用ベンダーエレメントが交互に設けられると共に、
前記受振ロッドには、前記Ｓ波受振用ベンダーエレメント及び前記Ｐ波受振用ベンダーエレメントが交互に設けられることを特徴とする請求項１に記載の半割コア用弾性波速度測定装置。 The oscillating rod is alternately provided with the S-wave oscillation bender element and the P-wave oscillation bender element,
The elastic wave velocity measuring device for a half core according to claim 1 , wherein the receiving rod is alternately provided with the S-wave receiving bender element and the P-wave receiving bender element.
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