地質構造調査システム及びその方法
【課題】 本発明の地質構造原位置調査システムは、各サブシステムから得られた測定データを統合して、解析することを目的とする。
【解決手段】 本発明の地質構造原位置調査システム１は、Ｓ波構造探査サブシステム１００と、コア採取サブシステム２００と、ＪＦＴ測定サブシステム３００と、孔底せん断強度測定サブシステム４００と、孔内水平載荷試験サブシステム５００と、ボアホールテレビサブシステム６００と、多要素データ統合サブシステム７００と、から構成される。
【解決手段】 本発明の地質構造原位置調査システム１は、Ｓ波構造探査サブシステム１００と、コア採取サブシステム２００と、ＪＦＴ測定サブシステム３００と、孔底せん断強度測定サブシステム４００と、孔内水平載荷試験サブシステム５００と、ボアホールテレビサブシステム６００と、多要素データ統合サブシステム７００と、から構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地質構造の調査システム及びその方法に関し、より詳細には、主要構築物等の重要施設を設置する支持基盤及びその上下の地盤地質構造について、簡易に探査・調査・解析・確認を行うシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術、それらの問題点を以下説明する。主要構築物について既存の安全審査指針を適用あるいは準用する場合には、各種探査、多数のボーリング（例えば緻密に鉛直ボーリングを実施することを特徴とする群列ボーリング）や、室内分析試験、それらの調査結果を原位置において確認するための高価な横坑内調査（不整合面・亀裂を検出した場合には通常水平方向に延長を余儀なくされ、さらにスケッチ壁面の研ぎ出しを特徴とする）と横坑内原位置試験等の実施あるいはその準用が求められる （以下横坑調査という）。
【０００３】
前記の安全審査指針における横坑等による調査は、施設に由来することが想定される環境影響負荷の程度によらず、種々の重要施設に対して準用される傾向がある。
【０００４】
このような過大な探査とボーリング調査、横坑原位置試験に対する要請の原因は、表層から深度１００ｍ程度であっても、既存探査の精度不足と機動性・経済性に乏しいという問題と、従来型ボーリング調査が平面的には点状分布（例えば群列ボーリングや例え斜掘ボーリングを実施するような場合でもシステムとしてではなく、立体視すると単一斜線程度）の調査情報に留まっていた。このため従来調査法では、地表から推定しがたい直立に近い鋭角の伏在すべり面・破砕帯・不整合面を検出しがたかったし、従来のリニアメント調査における断層露頭情報が得られない場合には、定性的記述に留まり、地下数十メートル以深に関しては確認調査法としては、伏在断層・すべり面の有無についての確認は手のほどこしようがなかった。
【０００５】
特に従来型ボーリングではオールコア採取とはいいながら、掘削水の送水圧に基づくコア中微粒分の流失・コアの緩み等を生じやすく、コアの品質が礫・破砕部・砂質部・粘土質・泥岩等のいずれかを複数含有する複雑地層に対して、地質構造判定やすべり面等の判定に耐えるものではなかった （従来技術ではコア採取率１００％とは、微粒物質、即ちマトリックスが流失していても許されていた）。特に、地下数十メートル以深であって固結度の低いガウジ（破砕屑岩片を含む固結程度の低い粘土層）については、高品質コアの採取に関する調査技術は、全く無力であった。
【０００６】
また、それらの地質構造情報（データの品質、データベース化、「ゆらぎ」に関する誤差論、総合的解析がされなかったので、種々の不確実要素を含んでいた）に基づき建設予定地を選定して、原位置確認のために横坑調査による岩相スケッチと横坑内原位置せん断試験等を実施してきたので、経費的、時間的に大きな負担となり、時には、数キロメートルにわたる横坑による不整合面の追跡、坑壁の磨きだしによるスケッチを必要とすることがあった。
【０００７】
さらに、従来、伏在断層・すべり面の地表からの推定には、踏査による地形・露頭調査（地表に露出しているものからの推定に限られる）、空中写真解読によるリニアメント調査等があったが定性的な記述に留まっていた）が、伏在断層・すべり面層・不整合面の確認には、群列ボーリングあるいは横坑内スケッチに頼らざるを得ず、また、既存重要施設に関する支持基盤面直下の地層については（横坑調査レベル以下における調査ができないことから）、支持基盤面の損傷なくして把握することが困難であった。重要施設の建設予定地点に関しても、支持盤面の深度をやや深く機動的に変更することは至難のことであった（従来の発想では、横坑を水平方向に延長するとともに坑壁磨だし・スケッチを繰り返すというに留まっていた）。
【０００８】
以下従来におけるそれぞれの探査・コア採取工法、横坑内力学試験法について、例示し説明する。従来の探査技術の一つであるＰＳ検層は、その到達深度と距離が大きいという利点があるが屈折波を利用するということから、直接Ｓ波構造を把握するものではなく、また、地下水位を始めとする種々の干渉要素のために解像度に問題があり、また発信源に火薬を使用する等の問題がある。
【０００９】
従来の探査技術の他の一つである反射法探査は、表層から数百メートルまで効率良くＳ波構造を探査することが可能であるが、表層近くでは弾性波の波長によっては地盤に対する透過性が急激に低下したり、分解能に限度がある等の困難や、実施費用が高価なために緻密な測線により、地質構造を高精度かつ立体的に表示することが困難であったり、また、機動性（状況に応じて測線変更等）を求めることも事実上できなかった。
【００１０】
従来の探査技術のさらに他の一つである微動アレイ探査法は、海岸波浪等が起す振動のうち地盤内を伝播するレイリー波を複数同心円上に配置された（アレイという通常数十〜数百ｍの同心円上に配置）検出器により測定し、地盤特性を反映した位相速度を解析することにより、着目地層のＳ波構造を推定する方法であり、機動性に富むという利点がある。しかし、表面波の特性上地表からの深度−５０ｍ〜−１０００ｍの間の測定解析には適しているが、多地点・複雑地層では多量のデータ解析処理に時間が掛かり、また、波長の関係から地表近くの信号は極端に弱くて分解能が低く、このため、浅い地層では測定・解析が困難であるという問題があった。
【００１１】
従来の探査技術のさらに他の一つである人工的な発信源を使用した表面波探査法は、発信源のエネルギーの限度（かけやを使用）とこれに伴う受信器の能力（一般に４．５Ｈｚ使用）から、測定可能な深度は地表から２０ｍ以浅とされてきた。エネルギー不足を補う方法として起振車を使用する方法があるが、起伏・沼沢等の複雑な地形では使用できないという欠点がある。
【００１２】
従来の地質調査技術の一つである普通工法ボーリングで、清水を使用したオールコアサンプリングは、深度方向の地質情報をもたらし、コアとともにボーリング孔を得ることが期待される工法であるが、平面的に見れば点としての情報をもたらすにとどまっていた。さらに、固結度の低いシルト層・泥岩や破砕帯であるとか、角礫・砂を挟む固結度の低い泥炭層・砂質泥岩層では、スライム排除のための送水圧・量に基く孔内の乱れをもたらし、その結果、マトリックスが流失して乱れが生じ、地質構造推定や地化学・水理学等の各種試験において解釈の余地がない的確な判断を下すに足るコアやボーリング孔を得る事ができなかった。
【００１３】
従来の地質調査技術の他の一つとして、掘削水の比重調整と孔壁保護のために、普通工法ボーリングに泥水を使用するオールコアサンプリング工法があるが、固結度の低いシルト層・泥岩や破砕帯であるとか、角礫・砂を挟む固結度の低い泥炭層・砂質泥岩層では、清水掘りよりもやや改善されるとしても、スライム排除のための送水圧・量に基く孔内の乱れをもたらし、その結果、微粒分流失して乱れが生じ、地質構造推定において解釈の余地のない的確な判断を下すに足る高品質コアや高品質のボーリング孔を得る事ができなかった。泥水の使用は、特に、地化学・水理学等の各種試験において、目詰まり・収着等の致命的な撹乱を起こす工法として、忌み嫌われている。さらにこの調査法で得られる情報は、前記の清水掘りボーリング工法同様に、平面的に見れば、点としての情報に留まる。
【００１４】
従来技術の一つとして、主要建築物の支持基盤直上の地質構造を確認するために通称横坑調査法がある。この調査法では、主要構築物地点確認のため、従来型探査法と従来型ボーリングを組合せた事前調査を行い、次いでアクセスのための縦坑を設け、主要構築物設置・支持基盤面直上において、主要構築物を中心として交叉して設けた２本の横坑中で、地盤不安定要素の有無の確認を横坑内スケッチ等により、地質構造、特に表層から検出しがたい断層・すべり面・不整合面のような調査を実施する。次いで、従来型ボーリングで採取した岩石の室内試験結果を現位置において確認するために、多大な費用を要する横坑内において岩盤せん断試験等を実施する。
【００１５】
この調査法の欠点は、表層からＧＬ−１００ｍ問の重要な地質構造については、従来型の探査法では不確実性を有し（例えば比較的精度が良いとされる反射法であっても、分解能に限界があり、高価でそのため機動性を欠き）、併用する通常型ボーリング法は一般に高品質コア採取が困難なために、膨大な経費を必要とする横坑調査の中心部の選定において、不確実性（偶然性）を伴わざるを得なく、また、精密な坑壁スケッチのためには、孔壁の清浄化ばかりでなく磨ぎだす必要があり、往々にして、直交または斜交すべり面・伏在断層・不整合面等を見いだした場合には、横坑を延長し、調査を続行する必要があった。
【００１６】
これは要するに、従来型探査法とボーリングによるコア採取、室内分析試験、横坑調査の組合せによる調査法において、一般的従来型探査法ではその精度から不確実性があり、従来型ボーリングはその品質から砂・礫・破砕岩等を含む固結度の低い泥岩・シルト岩・破砕帯では岩相に関する信頼性が低く平面的に見ると鉛直掘は点としての情報で斜掘は点線としての情報を与えるのみであり、原位置において地質・岩相に関する情報を確認するための横坑調査では、主要構築物設置基盤の損傷を避けるために基盤直上におけるスケッチによる確認に止まり、それ以下の深度における不整合面やすべり面の検出とそれらの立体的表示については無力であるばかりか、特定注目地層に関する流向・流速についての解析手段に寄与するところは無かった。
【００１７】
従って、室内試験結果、ボーリングデータ、地質構造情報、地盤強度情報、風化帯情報、すべり面・不整合面・破砕帯に関する情報、水理・水文学的データ等を地図上で随時取出可能なデータとしてデータベース化し、それらを総合して逆解析法により、総合して三次元的表示・断面表示することができなかった。
【００１８】
さらに、従来技術として、ボーリングの斜掘を用いて伏在断層・すべり面・不整合を地表から検出・確認する方法があるが、原位置における岩盤試験に関しては無力であり、所詮人が立ち入るための横坑または大口径の縦坑の建設を必要とし、経費的にも時間的にも機動性に欠ける大規模な工事を必要としていた。また、ボーリング孔内において孔壁を加圧して地盤岩盤の変形係数、降伏圧力、極限圧力数を得るための従来型原位置試験装置として、Ａ型・Ｂ型孔内載荷試験装置がある。Ａ型孔内載荷試験装置は、等分布荷重方式といい測定管が１室のゴムチューブ製測定用セルで構成される試験機で、圧力制御は加圧コックの開閉等を利用し圧力源からの圧力を制御するとともに、圧力計及び変移量測定用のスタンドパイプ等を備える。Ｂ型孔内載荷試験装置は等分布荷重方式といい測定管がゴムチューブ製の測定用メインセル及び上下のガードセルの３室で構成され、圧力制御は減圧制御弁を用い、メインセルとガードセルの圧力差は自動制御弁によって一定に保持され、圧力計及び変移量測定用のスタンドパイプ等を有する試験機である。Ａ型孔内載荷試験装置・Ｂ型孔内載荷試験装置では、圧力載荷に当たっては、高圧ガスあるいはポンプで圧力を連結管を通じて供給し、いずれの場合にも乱れの少ないボーリング孔の形成を前提とするとともに、連結管にいても圧力損失を恐れて、加圧に対する膨張量の少ないことが要求される。また、測定管長は、円筒形圧力の場を二次元と見做せる充分な長さとし、直径の６倍以上が求められていて、キャリブレーションの時間・回数・載荷圧等に制約があり、固結度の低いすべり面に対しては充分な追従・測定を期待することが出来なかった。この他にＣ型孔内載荷試験装置があり、測定円管周囲の一部が載荷板であるような構造を有し、圧力制御用のポンプと圧力計とともに、孔壁変移量の測定が加圧ジャッキの吐出油量などに基いて測定する装置であるが、孔壁に引っ掛り装置の回収が困難になることが多く、その使用を避ける傾向があった。
【００１９】
従来の孔内せん断試験としては、到達深度が数十ｍ程度の粘性土・固結の程度が低い軟岩（特に、Ｎ値ゼロの地盤）に対して、ベーンブレードを土中に押込んだ後回転することによりせん断力を測定するベーンせん断試験があるが、粘性土から硬岩まで、適用できるものではなかった。
【００２０】
この他にリングせん断試験機がある。当たり面に金属製の刃を放射状につけたようなコーンをロッドの先端部に装着し水圧で孔底に圧着させ、地上で回転角と発生する応力を測定する装置（ノンコア測定）であるが、Ｎ値２０以下の粘性土程度の測定に留まり、また地上と孔底間におけるロッドのネジレによる測定誤差の問題のために、適用深度も数十ｍに限られていて、地表から深地下までの測定や、粘性土から硬岩に至るまで、同一掘進装置を使用するということは、不可能とされてきた。なお、ドラグビットやツーコーンビットを使用した専用のボーリングマシンを使用し押込みながら回転することにより一軸圧縮強度を測定するロータリーサウンディング装置があるが、一軸圧縮強度測定のみであって論外である。この装置とてもビットを押込むための反力に限界があり、最大適用深度も数十メートル程度で、改良土への適用に留まっていた。また、大型の先導ボーリング孔を利用するせん断試験法がある。一旦掘進を止めて先導ボーリング孔の孔底に対して一回り小さい外径のビットを使用してさらに掘進を続けた後、その小口径のボーリング孔に対し先端が開くリーマーを作用させ、ドーナッツ状の円盤を残す（その下側には先導孔と同一半径の空洞を形成する）。ドーナッツ状円盤の下にロッド先端に装着した冶具を開き、引抜くことにより、岩盤のせん断試験を実施する方法が提案されている。この方法は、直接的な岩盤せん断試験を実施可能なように見えるが、先導孔の孔底の平滑さ（一般にノンコア掘進はビットの食い込みが悪く精度がでない）と小外径ボーリング孔の中心位置の精度、メタル、リーマー掘進によるドーナッツ状円盤の精度、せん断試験における冶具の当たり面と地盤・岩盤の位置的精度等の解決すべき問題が多々あり、経費・時間・精度、潜在的なひびあるいは、固結度の低い挟在物の存在の可能性等々容易ではない。さらに、そのような精度が要求される準備時間中の応力の緩和についても考慮する必要がでてくるし、孔壁スケッチの広がりを期待できない。他のせん断試験方法としては、大口径の縦穴を建設し、その中心に中空円筒状の岩塊（土の室内円筒せん断試験用供試体と同様形状で竹輪状の岩塊）を自立せしめ、捩れせん断試験を実施する方法がある。この方法もまた、岩塊調製精度や測定開始までに応力緩和が起こる等の問題があり、もはや横坑建設によるブロックせん断試験と大差がないばかりか、合わせて実施されるべき横坑内孔壁スケッチのような広がりを持ったデータを期待できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の地質構造調査システム及びその方法は、各サブシステムにより、前記従来の各方法の問題点を解決することを目的とする。さらに、本発明の地質構造調査システム及びその方法は、各サブシステムから得られた測定データを統合して、解析することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するために、第１の発明は、地質構造調査システムであって、レイリー波及び反射波を測定して、地質構造を探査する波構造探査サブシステムと、懸濁気泡水を用いてボーリング孔を掘進して、ボーリング孔の形成とコアを採取するコア採取サブシステムと、遮水型多重パッカーにより湧水圧試験（ＪＦＴ）を行って、地質の水質水文を測定するＪＦＴ測定サブシステムと、前記懸濁気泡水により洗浄されたボーリング孔底で孔底せん断を行って、地質の強度を測定する孔底せん断強度測定サブシステムと、前記ボーリング孔内で水平載荷試験を行う孔内水平載荷試験サブシステムと、前記ボーリング孔内を撮影する孔内撮影サブシステムと、前記各サブシステムで得られた多要素データを用いて、地質の三次元解析を行う多要素データ統合サブシステムと、から構成される地質構造調査システムである。
【００２３】
第２の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記Ｓ波構造探査サブシステムは、前記レイリー波及び前記反射波を測定するために、地表に設定されたグリッドの各頂点に配置される複数のアレイを備える、地質構造調査システムである。第３の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記アレイは、所定の間隔で配置される複数の受信機から構成される、地質構造調査システムである。第４の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記コア採取サブシステムは、鉛直堀及び又は斜掘のコア採取装置を備える、地質構造調査システムである。
【００２４】
第５の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記ＪＦＴ測定サブシステムの前記多段パッカーは、測定部位の上側に配置される上多段パッカーと、前記測定部位の下側に配置される下多段パッカーとから構成される、地質構造調査システムである。第６の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記上多段パッカー及び前記下多段パッカーは、複数のパッカーである、地質構造調査システムである。
【００２５】
第７の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記孔底せん断強度測定サブシステムは、掘進にあたって先導し、せん断面を確実にする錐冠を有し、掘進時に前記コアを保持しつつ回転力を与えることにより前記コアを孔底からせん断するコア引き上げを確実にするためのコアリフターを備える、地質構造調査システムである。
【００２６】
第８の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記孔内水平載荷試験サブシステムは、前記ボーリング孔内で送圧による圧力を測定する複数のセルと、接触したセルによるボーリング孔壁の変移を測定する複数の変移計とを備えることにより、多元的にボーリング孔壁の圧力及び変移を測定する、地質構造調査システムである。第９の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記孔内水平載荷試験サブシステムの前記複数のセルは、当該複数のセルを孔壁の変形に追従させるための変形追従具をそれぞれ備える、地質構造調査システムである。第１０の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記セルは、弾性を有し、互いに圧力が伝達されるような、地質構造調査システムである。
【００２７】
第１１の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記多要素データ統合サブシステムは、前記各サブシステムで得られた前記多要素データを記録すると共に、前記多要素データ用いて三次元の画像として解析・表示する、地質構造調査システムである。
【００２８】
第１２の発明は、地質構造調査方法であって、レイリー波及び反射波を測定して、地質構造を探査するＳ波構造探査工程と、懸濁気泡水を用いてボーリング孔を掘進して、コアを採取するコア採取工程と、多重パッカーにより湧水圧試験（ＪＦＴ）を行って、水質水文を測定するＪＦＴ測定工程と、前記懸濁気泡水により洗浄されたボーリング孔底で孔底せん断を行って、地質の強度を測定する孔底せん断強度測定工程と、前記ボーリング孔内で水平載荷試験を行う孔内水平載荷試験工程と、前記ボーリング孔内を撮影する孔内撮影工程と、前記各工程で得られた多要素データを用いて、地層の三次元解析を行う多要素データ統合工程と、から構成される地質構造調査方法である。
【００２９】
第１３の発明は、前記地質構造調査方法において、前記S波構造探査工程は、前記レイリー波及び前記反射波を測定するために、地表に設定されたグリッドの各頂点に配置される複数のアレイを備える、地質構造調査方法である。第１４の発明は、前記地質構造調査方法において、前記アレイは、所定の間隔で配置される複数の受信機から構成される、地質構造調査方法である。第１５の発明は、前記地質構造調査方法において、前記コア採取工程は、鉛直堀及び又は斜掘のコア採取装置を備える、地質構造調査方法である。
【００３０】
第１６の発明は、前記地質構造調査方法において、前記ＪＦＴ測定工程の前記多段パッカーは、測定部位の上側に配置される上多段パッカーと、前記測定部位の下側に配置される下多段パッカーとから構成される、地質構造調査方法である。第１７の発明は、前記地質構造調査方法において、前記上多段パッカー及び前記下多段パッカーは、複数のパッカーである、地質構造調査方法である。
【００３１】
第１８に係る発明は、前記地質構造調査方法において、前記孔底せん断強度測定工程は、非掘進時に前記コアを保持しつつ回転・載荷することにより前記コアを孔底からせん断するコアキャッチャーを備えて引張強度を測定する、地質構造調査方法である。
【００３２】
第１９に係る発明は、前記地質構造調査方法において、前記孔内水平載荷試験工程は、前記ボーリング孔内及び測定セル内の圧力を測定する複数のセルと、ボーリング孔壁の変位を測定する複数の変位計とを備えることにより、多元的にボーリング孔壁の圧力及び変位を測定する、地質構造調査方法である。第２０に係る発明は、前記地質構造調査方法において、前記孔内水平載荷試験工程の前記複数のセルは、当該複数のセルを孔壁の変形に追従させるための変形追従具をそれぞれ備える、地質構造調査方法である。第２１に係る発明は、前記地質構造調査方法において、前記位置保持具は、椀状で弾性を有し、前記セルの周囲に取り付けられる、地質構造調査方法である。
【００３３】
第２２に係る発明は、前記地質構造調査方法において、前記多要素データ統合工程は、前記各工程で得られた前記多要素データを記録すると共に、前記多要素データ用いて三次元の画像として表示する、地質構造調査方法である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の地質構造調査システムは、Ｓ波構造探査サブシステムによるＳ波構造から推定される伏在断層・不整合面・すべり面の三次元的推定値と、高品質ボーリング孔形成・高品質コア採取サブシステムを用いて採取されたコアデータから得られる地質・構造データと、孔内観測サブシステムによって得られる地質・構造の確認と、孔内水平載荷試験サブシステム及び孔底せん断試験・引っ張り強度試験による原位置試験と、ＪＦＴ測定サブシステムによる原位置透水性試験及び間隙水圧試験等の実施による水理・水文学的情報とから、地盤岩盤内の流向流速（あるいは流速線）分布を得ることが可能となり、さらこれらの多要素データを用いて、多要素データ統合サブシステムにより地質構造の三次元の立体的あるいは平面的表示（さらに断面表示）が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の地質構造原位置調査システムを示すブロック図である。
【図２】図１のＳ波構造探査サブシステム１００の原理を示す図である。
【図３】図１のコア採取サブシステムを示す構成図である。
【図４】図１のＳ波構造探査サブシステム及びコア採取サブシステムの配置を示す斜視図である。
【図５】図１のコア採取サブシステムによる地質構造確認の効果を示す原理図である。
【図６】図１のＪＦＴ測定サブシステムを示す断面図である。
【図７】図１の孔底せん断強度測定サブシステムを示す断面図である。
【図８】図１の孔内水平載荷試験サブシステムを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明に係る地質構造原位置調査システム（地質構造調査システム）及びその方法は、重要構築物を設置する支持基盤の地層・原位置特性に関するボーリング孔内（または孔底、コア等）で簡易に実施するものである。以下、本発明の地質構造原位置調査システム及びその方法に係る実施形態を、図１〜図８を参照して説明する。
［システムの全体構成］
本発明の地質構造原位置調査システム１の全体構成を、図１のブロック図を用いて説明する。図１において、地質構造原位置調査システム１は、Ｓ波構造探査サブシステム（波構造探査サブシステム）１００と、コア採取サブシステム２００と、ＪＦＴ測定サブシステム３００と、孔底せん断強度測定サブシステム４００と、孔内水平載荷試験サブシステム５００と、ボアホールテレビサブシステム（孔内撮影サブシステム）６００と、多要素データ統合サブシステム７００と、から構成される。
【００３７】
Ｓ波構造探査サブシステム１００は、後述のアレイをグリッドの頂点に配置してレイリー波及び反射波を測定する。コア採取サブシステム２００は、懸濁気泡水を使用して、前記グリッドの頂点で鉛直及び斜堀ボーリングを併用して、孔壁を形成してコアを採取する。ＪＦＴ測定サブシステム３００は、マルチパッカー式の湧水圧試験（ＪＦＴ）を行って、水文状況を測定する。孔底せん断強度測定サブシステム４００は、コア採取サブシステム２００に含まれる掘進装置により懸濁気泡水を使用し清水掘りに準ずるボーリング孔を形成し、任意の深度で形成された新鮮な孔底を懸濁気泡水により洗浄した後、直ちに孔底せん断試験を実施する。
【００３８】
孔内水平載荷試験サブシステム５００は、多元的にボーリング孔内で水平載荷試験を行う。ボアホールテレビサブシステム６００は、ボーリング孔内に挿入されたボアホールテレビによって、自動的に孔内を観測して所定のアルゴリズムで解析し、さらに観測及び解析結果を記録する。多要素データ統合サブシステム７００は、各サブシステムで得られたデータを収集記憶することにより、多要素データを統合するデータベースを構築して、地層の三次元解析を行って解析結果を画像表示する。これによって、多要素データ統合サブシステム７００は、伏在断層・すべり面・不整合面確認、走向傾斜確認を可能とする。
【００３９】
地質構造原位置調査システム１では、地表からは検出確認し難かった重要構造物の支持基盤上下における鋭角または直立した伏在断層・すべり面・不整合について検出・確認することができ、従来型の横坑内調査（あるいは活断層発掘調査）を不要ならしめるとともに、ボーリング工法を活用した孔底せん断強度測定サブシステム４００及び孔内水平載荷サブシステム５００により、従来型の横坑内調査を不要ならしめることができる。
【００４０】
なお、従来技術では、地表から伏在断層・すべり面・不整合を取りこぼしなく検出することが出来ず、さらに効率よく・高精度で機動的に確認することが到底できなかったが、本発明のサブシステム１００〜３００はこれを可能にした。しかし、原位置試験としては従来型の横坑あるいは縦坑において大規模なせん断試験や水平載荷試験を行なわざるを得なかった。
【００４１】
これに対して、本発明においては、孔底せん断強度測定サブシステム４００による孔底せん断試験と、孔内水平載荷試験サブシステム５００による水平載荷試験とにより、横坑あるいは縦坑内の原位置岩盤試験を必要としなくなり、任意の深度ごとに、複数のボーリング孔内で実施することにより、支持基盤の上下のみならず地盤全体において原位置岩盤特性が得られる。即ち、着目地点において、孔内水平載荷試験により地盤岩盤の変形特性の測定解析（堆積土・軟岩にあっては、ｃ、φ値測定解析）を行うことができる。なお、これらボーリング孔内での水平載荷試験及び孔底せん断試験は、機動的に試験位置を選定する前記鉛直・斜掘を特徴とする適地選定によって初めてそれらの効果を発揮するものである。
【００４２】
さらに、後述の図４に示すように、コントロールボーリング・定方位ボーリングを、本発明の地質構造原位置調査システム１と組み合わせることにより、重要構築物についても、断層破砕帯・すべり面等の有無確認ならびに岩石強度の原位置試験を精度良く実施することが出来るとともに、多くの開口部を残すことなく精度の高い地質・構造調査や岩盤強度原位置試験を機動的・経済的に実施することが出来る。
【００４３】
各サブシステムによって得られる、地質構造や、層序、地盤強度、水理・水文学的情報、流向・流速・流跡線等の情報、地表からの岩盤試験結果は、多要素データ統合サブシステム７００によって、随時地図上に表示可能なデータとしてデータベース化され、次いで各データについて逆解析による三次元解析を実施し、総合的な画像として立体あるいは断面として表示する。実測データには自然現象としての「ゆらぎ」があることから、本発明から得られるデータとその解析結果は、誤差として記録又は表示することも可能である。
【００４４】
このように、本発明では、地盤岩盤に関する、特に、表層から深度約−１００ｍ程度の間の支持基盤のＳ波構造測定解析による伏在断層・すべり面・不整合面等の地質構造検出と地盤岩盤強度を効果的に得ることができる。なお、ＧＬ−１５００ｍ程度までは適用可能である。
［Ｓ波構造探査サブシステム］
Ｓ波構造探査サブシステム１００は、レイリー波（Ｒａｙｌｅｉｇｈ Ｗａｖｅ）と反射波とを複合したＳ波構造の測定・解析により地質構造を機動的に検出する。具体的には、Ｓ波構造探査サブシステム１００は、地表に設定されたグリッド（測定点）の中心点に系統的に微振動アレイを配置するものである。なお、グリッドの中心点には、後述するようにボーリング孔が形成され、ボーリング孔に重錘を落下させて観測用波を発生させる重錘落下式発振源を用いる。
【００４５】
Ｓ波構造探査サブシステム１００は、図２に示すように、グリッド交点にシステマティックに配列された発振源を備え、受信周波数を８秒程度にする等の工夫を加えた表面探査と、天然のレイリー波発振源を用いて独特の配列を形成する複数微動小アレイ（図２（ａ）に示す同心円上複数受信装置群を受信単位とする）とを複合する。
【００４６】
図２（ａ）は、レイリー波伝播における位相波速度に着目したＳ波構造探査サブシステムの配列例（但し、１測線のみ）の重ね合わせの状態を示し、図２（ｂ）は、Ｓ波構造探査サブシステム１００のアレイの配列例を示す。Ｓ波構造探査サブシステム１００は、図２に示すように所定間隔（例えば約２５ｍ間隔）で地表に想定したグリッド上に、図４の表面波探査測線を設定する。
【００４７】
Ｓ波構造探査サブシステム１００は、約２５ｍ間隔の表面波探査と、微動アレイ探査（受信機配置は図２（ｂ）の参照）とを同一測線上で実施することにより、これらを同調せしめて、それぞれ異なる深度の地層によって変調を受けたＳ波位相波速度として測定する。
【００４８】
なお、本州沿岸で発生するレイリー波に随伴する位相の伝播速度に着目して得られるＳ波伝播速度では、従来は独立解析していたために生じたＧＬ−２０ｍ〜−５０ｍにおける不確実性（反射法は信号が微弱となり、レイリー波はぼやける）があった。しかし、Ｓ波構造探査サブシステム１００では、それらのデータを互いに補わせそれらの弱点を計画的に克服するために、レイリー波及び反射波の両探査測定における測定点を、互に相重なるように計画的に配置する。これによって、両探査法により得られたデータを（共通のＳ波伝播速度として）、以下の解析法により解析する。
【００４９】
Ｓ波速度の伝播が地下の地質構造の影響を受けるところから、測定法で得られる同一地層の影響を反映するＳ波信号を（重ね合わせて）統合して解析することにより、従来の弱点であった表層〜ＧＬ−１００ｍの地質構造の三次元解析が可能になる。例えば、Ｓ波構造解析では、レイリー波及びＳ波の両探査法で得られたデータについて、逆解析法と順解析法を複合した「複合シミュレーション解析法」によって、従来実施困難であった表層からＧＬ−約１００ｍに至るＳ波構造が得られる。これによって、改良型重錘落下式発振源について、従来からの弱点であったＧＬ−２０ｍ〜−５０ｍ間におけるＳ波探査の弱点を機動的・経済的に補うことができる。
【００５０】
さらに、Ｓ波構造探査サブシステム１００は、「従来方法である人工地震を使用したレイリー波探査法の到達深度限界（ＧＬ−２０ｍ以浅で有効）」に対して、人工発信源エネルギー不足の改善を機動的落下錘の重量増加により行い、ＧＬ−１００ｍに至る計測と解析を可能とする。また、Ｓ波構造探査サブシステム１００は、グリッド交点上に発信源と受信器をシスティマティックに配置するとともに特性周期（８秒±２秒）の受信器群を配置し、地中地質構造の断層・すべり面・不整合を解釈する。
【００５１】
なお、この人工発振源を使用したレイリー波探査法において、落錐式発振源に代えて、よりエネルギーの高い起振装置や起振車を使用しても、レイリー波の複合解析のためには何ら差し支えないばかりか、データーの確実性を上昇させることができる。本発明における同心配置レイリー波検出装置（Ｓ波構造探査サブシステム１００）において、受信機を１０機を超えて拡大多重化することや、単数の同心配置レイリー波検出装置と併用することは、地層性状把握における到達深度をＧＬ−約３０００ｍ程度まで増大させる。しかし、レイリー波解析の特徴として同心円内位相速度の平均値を与えるという性格上その数を、本発明における「人工発振源を使用したレイリー波探査法と測線を合致させ測定・複合解析」を行うという特徴から、経済効果を低減するが、本発明の目的達成を阻害するものではない。
［コア採取サブシステム］
コア採取サブシステム２００は、上述のグリッド頂点上位置に鉛直堀・斜掘のボーリング孔を形成し、掘進用懸濁気泡水の自動スライム機能を利用し掘進する。これによって、平滑なボーリング孔壁を有するボーリング孔の形成と、実質上清水堀でコアの採取とを可能とする。なお、懸濁気泡水の自動スライム排除機能によるボーリングを行うものであり、清水掘と気泡ボーリングの長所を生かし、これらの欠点を克服した工法である。
【００５２】
コア採取サブシステム２００は図３に示すように構成されており、懸濁気泡水による孔底での自動スライム排除機能を備えている。図３の原水タンク２０２中には原水として地下水又は表層水、やむを得ない場合には水道水が貯留されており、原水タンク２０２は地下水の沈砂池としても使用している。原水タンク２０２に貯留された原水は、送水ポンプ２０４により給水管を介して、発泡用ガスで懸濁した気泡水を生成する液混合器２０８に連続的に圧送される。発泡用ガスボンベ２１０と気液混合器２０８の外部に配置されており、発泡用ガスボンベ２１０と気液混合器２０８とはガス供給管で接続されている。気液混合器２０８には、原水の供給と同時に発泡用ガスボンベ２１０からガス供給管を介して、発泡用ガスが連続的に一定混合比率で供給される。従って、気液混合器２０８中では、原水と不活性ガスとが高速混合・分散することにより、発泡用ガスで懸濁した気泡水が生成する。なお、液混合器２０８の前後の配管には、弁２０６、２１２が配置されている。液混合器２０８で生成された懸濁気泡水（清水）は、配管を介して、鉛直掘削コア採取装置２２０や傾斜掘削コア採取装置２３０に導かれる。これらのコア採取装置の孔底において、コア２５０が懸濁気泡水を用いて掘削される。
【００５３】
また、コア採取サブシステム２００は、後述の図４に示すように、注目調査位置の支持基盤面及びこれを挟む上下の地質・構造の確認を目的とし、支持基盤面の損傷を最小限に抑えるために、着目支持基盤領域の四周で、組織的に（体系的に、所定間隔で）実施する斜掘を特徴とするボーリングとオールコア採取を実施する。
【００５４】
なお、Ｓ波構造探査サブシステム１００のように反射法とレイリー波測定点をグリッド頂点に配置して測定する際に、嵩密度が似通う地盤岩盤あるいは層厚が薄い場合にはその解像度の制約から異なる地盤岩相（例えば不整合）で、自動解析あるいは画像表現を精密かつ明確にし難いという限界があった。先に従来技術のところで述べたように、群列を形成するような多数の鉛直ボーリングの実施は、鉛直に近い伏在断層・すべり面・不整合の検出には適せず、地盤岩盤の損傷を増加せしめるだけであって、徒労に近いことに着目して、これを克服するためにコア採取サブシステム２００を工夫したものである。このコア採取サブシステム２００は、従来型の普通工法（清水掘）ボーリングに替えて、「懸濁気泡水を使用した自動スライム排除機能」を付与した「清水掘コア採取工法」を使用し、計画的に配置された複数の傾斜ボーリングと鉛直ボーリングと併用して実施する。
【００５５】
それらの鉛直ボーリングの配置（図４参照）は、建造物予定地の中心及びこれを取囲むように、所定間隔でグリッドを形成せしめ、その頂点に配置された鉛直ボーリング群を形成し、鉛直ボーリングの配置付近を挟むよう傾斜型ボーリング群を形成する。このように配置された斜掘型ボーリング群を有する地質構造調査ボーリングシステムにより、地表からの露頭調査・リニヤメント調査では、存在・不存在が確認しづらかった伏在断層・すべり面・不整合のような構造的広がりを持つ地質・構造すなわち深度・走向傾斜の確認を可能とするばかりか、複合表面波探査システムに残された地質構造確認評価に関する不確実性を低減し、その数値的評価を可能にする。
【００５６】
コア採取サブシステム２００において、掘進方法として「懸濁気泡水を使用するコントロールボーリング」の適用や、「懸濁気泡水を使用する定方位コア採取」の適用、さらに「深度・岩種に応じた錘冠の取替え、泥水使用あるいは界面活性剤使用から懸濁気泡水への変更」、「懸濁気泡生成のための送気用ポンプや圧縮空気ボンベの使用の使用、不活性ガスとして窒素・アルゴンボンベとそれら等のグレード変更、水素混合不活性ガスボンベの使用」等はなんら差し支えなく、しかも同一掘進システムの適用（懸濁気泡水生成システムと掘進装置の使用）が可能であり、工程上差し支えなく効果を損なうものではないばかりか、それらの要素技術を地盤岩盤の硬軟・深度に応じて随時組合せることは、本発明の効果を増大せしめものである。また、コア採取サブシステム２００のように、「清水掘コア採取工法」に対し、空気に替えて、窒素、高純度チッソ、アルゴン、水素入りアルゴン、ヘリウム等を使用する工法を用いても良く、この場合には、結晶質岩は勿論のこと固結度の低い泥岩、破砕帯のような岩屑の半固結混合層、礫と粘土からなる固結度の低い混合層等も円滑に、しかも微粒分を流失やコア構造の乱れのないコアを採取することが出来るばかりか、採取したコア・地下水に関する調査目的に応じて変更することにより、微生物学的試験、地化学的試験、環境化学的試験に対応することが可能になる。
【００５７】
なお、コア採取サブシステム２００において、懸濁気泡水中の気泡安定化のために界面活性剤を使用しても良いが、界面活性剤を使用しないでも結晶質岩は勿論のこと固結度の低い泥岩、破砕帯のような岩屑を含む半固結混合層、礫と粘土からなる固結度の低い混合層等についても円滑に、しかも微粒分を流失させることなく、コア構造の乱れのない高品質のコアを採取することを可能ならしめるので、地化学的制約がなければ、工程の促進上有利である。
【００５８】
コア採取サブシステム２００では、原則的には同一の孔底せん断試験用錘冠と掘進装置を使用し（錘冠はオールコア採取（ダブルコアチューブ方式）が可能とするとともに鉛直掘進部と孔底せん断試験当たり面を構成するためのらせん状に配置されたダイアモンドビット丘群からなる孔底せん断試験錘冠と、掘進ロッドの地上部には回転角と回転応力を測定するための装置を有する。
【００５９】
また、コア採取サブシステム２００の掘削コア採取装置をそれぞれグリッド交点に配置して（図４）、鉛直堀や傾斜掘でボーリングを行う。コア採取サブシステム２００は、懸濁気泡水によってボーリング孔内の洗浄を実施しながら、ボーリングを行なうため、孔底・孔壁における付着・沈殿スライムによる滑りが無くなり、ダイヤモンドビットを使用する場合には、ダイヤモンド・ダストで研磨しているような滑らかな孔壁が得られる。このように、コア採取サブシステム２００を用いることにより、Ｓ波構造探査サブシステム１００で得られた、地質構造について、コア試料の地層構成鉱物・土質について分析可能となり、構造的すべり面の把握が可能となる。
［Ｓ波構造探査サブシステムとコア採取サブシステムとの配置］
図４はＳ波構造探査サブシステム１００とコア採取サブシステム２００との配置の相互関係を図示したものである。図４において、地表面１０００にはＳ波構造探査サブシステム１００が図２に示したような所定間隔で複数配置され、地表面１０００の下方の地中に対象構築面１１００が位置し、対象構築面１１００よりさらに下方の地下の調査必要深度に調査必要深度面１２００が位置する。図５中、敷地内調査として従来工法ボーリング２６０が、主要構築物位置に対して最外周で、調査必要深度面１２００まで行われる。また、支持基盤調査としてコア採取サブシステム２００の鉛直ボーリング２７０が、従来工法ボーリング２６０の位置よりも主要構築物位置により近い外周位置の矩形状頂点及び主要構築物位置で、調査必要深度面１２００まで行われる。さらに、外周補完調査として前記矩形状の外周位置の各辺の中点で、コア採取サブシステム２００の鉛直ボーリング２８０が行われる。また、傾斜不整合確認調査として、コア採取サブシステム２００の傾斜ボーリング２９０が、外周位置内で、主要構築物接地面１１００まで行われる。
【００６０】
なお、Ｓ波構造探査サブシステム１００は地表からの探査により、Ｓ波伝播速度の異なる面に関するデータの把握を行って、精密調査の候補となる地点・支持基盤深度についての三次元情報を与える一方、コア採取サブシステム２００はグリッド交点に配置され、これにより構造的な広がりを有する伏在断層・すべり面・不整合等の確認が可能となる。それらのデータは、ボーリング孔内におけるボアホールテレビサブシステム６００の併用により、伏在断層・不整合・すべり面の走向傾斜計測も可能となる。
【００６１】
図５は、システム化された配列による鉛直・斜掘を行うコア採取サブシステム２００による地質構造確認の効果を示す原理図である。従来の普通工法による鉛直掘
群列ボーリングや地表からの伏在断層・不整合・すべり面の把握が（あるいはリニアメント調査では）困難であったが、コア採取サブシステム２００では、鉛直に近い鋭角で直立した伏在断層・すべり面・不整合の検出・確認が可能となる。なお、Ｓ波構造探査サブシステム１００とコア採取サブシステム２００とは、平行して実施可能であり、得られるデータ（情報）を随時相互に交換することにより、それらの機動的な実施を促進するばかりか、それらのデータ精度を向上させることができる。さらに本願発明の高品質鉛直掘・傾斜掘システムの周囲を取り囲むように従来法によるボーリングによる地質調査を行い、あるいはこれに懸濁気泡水を使用した地質調査はそれら自体精度は劣るが、本願発明による精度向上が見込まれる。
［ＪＦＴ測定サブシステム］
ＪＦＴ測定サブシステム３００は、懸濁気泡水ボーリングによって得られた高品質孔壁を有する複数ボーリング孔において、前記ボアホールテレビの観測結果に加えて、孔内水レベルの回復速度測定に基き、特定注目地層に対して複数パッカを有する湧水圧試験（ＪＦＴ）を適用して、複数地点で透水係数の測定と湧水圧の測定を実施し、従来困難であった特定地層内地下水の流向流速を測定・解析する。
【００６２】
図６に示すように、ＪＦＴ測定サブシステム３００は、多段パッカーＪＦＴを備えている。この多段パッカーＪＦＴは、ボーリング孔３０１内において、注目地層の上方に配置される上多段パッカー３０２、注目地層である測定範囲の下方に配置される下多段パッカー３０４を有している。各多段パッカーは、図６においては２重のパッカーとなっている。
【００６３】
ボーリング孔３０１の内部には、トリップバルブ３１４を装備するストレーナー（多孔管）３１８が設けられ、ボーリング孔３０１内の特定深度で注目地層を挟む位置において、まず孔内水排除により注目地層の間隙水圧を形成せしめる。その後、調圧器３０８により加圧パイプ３０６を通じて各多段パッカー３０２、３０４に加圧水を送圧することにより、多段パッカー３０２、３０４を孔壁に密着せしめて、各多段パッカー３０２、３０４によって当該パッカー上下の水密性が担保される。ストレーナー３１８は、多数の開口を有しており、多段パッカー３０２、３０４の間に位置する測定管３１７の管壁に配置される。孔壁からストレーナー３１８の開口を介してその地層の湧水が測定管３０５に流れ込む。トリップバルブ３１４は、ストレーナー３１８の直上で上多段パッカー３０２の下方であって、測定管３１７内に配置され、測定管３０５の上下を閉鎖又は開放する。下部圧力センサー３１２によってＪＦＴ内圧を測定した後、落下錐３１６作用によりトリップバルブ３１４を開放して、上部及び下部圧力センサー３１０、３１２、により、湧水圧及び透水係数を測定する。そして、測定されてた湧水圧及び透水係数は、通信ケーブル３２０によって記録部３２２に送信されて記憶される。
【００６４】
このように、本システムは、従来不可能とされてきた任意深度ボーリング孔内におけるＪＦＴの高精度の使用を可能とするもので、その理由は懸濁気泡水使用掘進による高品質ボーリング孔壁の形成と従来型ＪＦＴとは根本的に異なり、多重パッカーの使用により湧水圧と透水係数の高精度測定を可能としたものである。また、ＪＦＴ測定サブシステム３００は、トレーサー等を使用することなく、複数のボーリング孔内で測定した湧水圧及び透水係数の測定・解析から特定地層内地下水の流向流速を得ることを可能とする。なお、ＪＦＴ測定サブシステム３００は、ＧＬ−１５００ｍ程度まで適用可である。さらに、ＪＦＴ測定サブシステム３００を用いれば、単数あるいは複数のバルブを介した単管あるいは複数の高真空パイプを装備した採水装置を使用して、深地下において原位置ガスが溶存したままで採水しても、本サブシステムの効力を損なわない。
［孔底せん断強度測定サブシステム］
孔底せん断強度測定サブシステム４００は、孔底せん断試験に当たって、特殊形状のビットで任意深度までオールコアを採取し、一旦停止後、懸濁気泡水による洗浄、新鮮な孔底においてせん断試験を実施し、同一掘進システムで、任意岩質、任意深度で、せん断試験を繰返し実施可能であり、掘進終了時のコア回収に当たりインナーチューブ内に設置されたコアキャッチャー保持コアと岩盤と間の引張応力すなわち引張強度の測定解析を行うものである。
【００６５】
図７に示すように、孔底せん断強度測定サブシステム４００は、アウターチューブ４０１の先端に特殊形状のビット（錐冠）４０２を備える。このビット４０２は、せん断試験時に孔底岩盤との接触を常に新鮮に保つために、螺旋状に配列されたダイヤモンド丘群を植え込んだコーン状ビット４０２ａと、さらにその先端にオールコア採取用垂直先導掘進ビットに似た先端ビット４０２ｂとを備えている。ビット（錐冠）４０２において、先端ビット４０２ｂは掘進にあたって先導し、コーン状ビット４０２ａはせん断面を確実にする。また、インナーチューブ４０４内には、ビット４０２により削り出されたコア４０５を確保するコアキャッチャー（コアリフター）４０６とコアスリーブ４０８を内蔵する。コアキャッチャー（コアリフター）４０６は、掘進時にコアを保持しつつ回転力を与えることによりコアを孔底からせん断するためのコア引き上げを確実にする。なお、懸濁気泡水を使用するときには、掘進と同時に孔内洗浄が行なわれる。ビニルスリーブ４０８を使用しても差し支えないし、アウターチューブ４０１に対しビット４０２の外径を僅かにオーバーサイズにし、アウターチューブ４０１の外径とロッド４１０の径を一致させることにより、ロッド４０１の孔壁接触を避けることが出来る。もし、さらに慎重を期する場合には、一旦ケーシングを挿入した後、適切なクリアランスを有する孔内で新たに孔内せん断試験を行なうことも考えられるが、孔底せん断試験開始時のセンタリングについては注意が必要である。また、同一掘進装置を使用し粘性土のせん断試験を実施しても良いが、せん断試験用錘冠としてはメタルクラウンを使用しても良い。
【００６６】
図７に示すように、アウターチューブ４０１上方には、アウターチューブ４０１の回転角及び回転応力（錐冠直上トルク、掘進圧、引張応力）を測定・記録する孔内回転測定部４１２と、懸濁気泡水供給部４１８から孔内への送水圧を測定して記録する水圧測定部４１４とを有する。孔底せん断試験の直前には、一旦掘進を停止しそれまで掘進に使用した懸濁気泡水の自動スライム排除機能を活用しビット（錘冠）４０２先端及び孔内の洗浄を実施した後、孔底せん断試験を実施する。これによって、ボーリング孔底において新鮮な土質・岩盤において、任意深度でせん断試験が繰返し実施可能とする。なお、ロッド４１０の回転角（変位）と回転方向の応力は、回転の程度の目安とするために、地上に設けられる地上トルク計測部４２２と、アウターチューブ４０１の上部に設けられる孔内回転測定部４１２とで、測定することにより、深度とともに変化するロッド４１０の捩れ誤差を補正することが出来る。また、孔内回転測定部４１２、水圧測定部４１４について、電源は電池式が、デジタル信号の伝達はタイマー作動によるデータ記録送信が、それぞれ作業に便利である。
【００６７】
孔底せん断試験は、任意深度において新鮮な地盤岩盤の孔底において繰返し実施可能であり、そのような場合には、試験開始直前に一旦掘進を停止し、掘削に使用した懸濁気泡水を流し、孔底のスライムを洗浄する。なお、泥水は潤滑性を与え、清水洗浄ではスライムが孔底付近における吹上げと沈降をもたらし無益である。その洗浄後、所定の（ロッド重調整）給圧に調節し回転力を増減することにより、ｃ、φを求めることができ、一定の垂直荷重・回転数における掘削速度から一軸圧縮強さを求めることが出来る。掘進終了時においてはオイルを負圧伝道媒体とし、引張力をロッド４１０に伝達し、ビット４０２内面に設けられ、スムーズに独立回転可能なコアキャッチャー４０６によるコア回収を実施する。これにより、ボーリング孔底地盤岩盤から自立したコア４０５の引張切断に必要な応力すなわち地盤岩盤の引張強度の測定を行う。なお、コアキャッチャー４０６は、ビット内面に突出して設けられ、掘進時にコアがインナーチューブ４０４内を進むことを許容すると共に、非掘進時にコアを保持する。
【００６８】
このように孔底せん断強度測定サブシステム４００は、堆積土から軟岩、硬岩に至るまでの孔内原位置地盤試験を行うことができ、従来試験坑調査では達成し得なかったような機動的、経済的な地質構造調査を可能とする。さらに、本サブシステムにより、横坑内岩盤試験・スケッチが不要になる。なお、本サブシステムの使用可能限度はＧＬ−約１５００ｍ程度とし、ロッド径の適用限度はφ約１１６ｍｍ程度とする。なお、孔底せん断強度測定サブシステム４００は、特殊なオールコア採取用ビットの使用と同一の掘進装置と同一の特殊な形状のダイヤモンドビットを使用し、硬岩と軟岩の別によらず掘進可能である。また、孔底せん断強度測定サブシステム４００に使用する掘進装置は、掘進圧（給圧）が油圧で制御できて、掘進予定深度に対して余裕があれば通常のものであれば良い。なお、懸濁気泡水発生装置の使用条件の変更によりボーリングのみならず、オールコア採取、ビニルスリーブ付ワイヤライン掘進・コア採取が本来的に可能である。
【００６９】
孔底せん断強度測定サブシステム４００は、掘進装置、回転力・掘進圧力伝達用ロッド４１０とこれに装着可能な地上トルク測定部４２２、ロッド４１０の地中先端には先導掘進部付孔底せん断試験用当面を有する特別仕様のビット４０２及びコアキャッチャー４０６を装着したインナーチューブ４０４を備え、インナーチューブ４０４の内部には、送水圧計測・ＡＤ変換記録を行う水圧測定部４１４と、錘冠上トルク測定、掘進圧計測、引張応力計測を行う孔内回転測定部４１２とを装着する。なお、ビット４０２はダイヤモンドビットのみならず、（進用水同様に）土質・岩相に応じて随時、メタルビツトによるオールコア採取、ノンコア掘進等にも切替可能である。
【００７０】
コア採取サブシステム２００により、所定の深度まで懸濁気泡水を掘進水に使用したボーリングまで掘進し、一旦掘進を停止し、懸濁気泡水のスライム自動排除機能を利用して孔底・孔内を洗浄し、直ちに孔底せん断試験を開始する。孔底せん断試験終了後、前記孔底せん断試験用の特殊錘冠を装着したまま、オールコア採取を行ないながら掘進を続けることや、掘進終了時にロッドを引上げるに当たり、インナーチューブ４０４内に内蔵されたコアキャッチャ４０６の作用により、孔底から自立しており、通常ビニルスリーブ４０８内に保護された状態であるコア４０５は、上方に引張られ、コア４０５の原位置における引張強度の概数を得ることができる。ビニルスリーブ４０８内に収納した状態で得られるコア４０５から、せん断試験の直前直後状況観察により、データが提供される。孔底せん断強度測定サブシステム４００による孔底せん断試験は、横坑内ロックせん断試験と異なり、供試体ロックの切出しと磨ぎだしに伴う振動や時間的緩みがなく、任意の深度毎に、機動的にかつ経済的に繰返し実施することが出来る。
【００７１】
孔底せん断強度測定サブシステム４００により、軟岩・粘性土にあってはモール円測定・解析、最大応力測定が可能であり、硬岩にあっては最大応力の測定が、いずれも孔底で新鮮な地盤岩盤に対して適用可能である。同一の掘進装置を使用して、堆積土・軟岩・硬岩のいずれに対しても測定解析可能であり、しかも表層から地下約１０００ｍに至る任意の深度で繰返し、孔底から地表にいたる途中の圧損・ロッドの捩れによる応力緩和・信号減衰を自動的に測定・補償し、解析することが可能である。更に、このビット４０２の特徴とするところは、先端の小口径ビット部分は、ダブルコアチューブと同様にオールコア採取が可能（ビニルスリーブを使用しても回転応力を生じない）であるので、ビット４０２内側に備えられたコアキャッチャー４０６によって抱えられた地盤岩盤から自立しているコアを持ち上げるときに、引張応力の概数を測定することができるという、従来実現したことのなかった測定値を原位置で新鮮な岩について得ることができる。しかし、本孔底せん断強度測定サブシステム４００単独では、岩盤特性に関する平面的広がりに対してはピンポイントの調査に留まるので、複数孔で実施することは、その効果を増大する。。
［孔内水平載荷試験サブシステム］
孔内水平載荷試験サブシステム５００は、等圧に保たれた複数のセルと、孔壁変位量を測定する変位計等とを含み、水平載荷試験を行う。
【００７２】
図８を用いて、孔内水平載荷試験サブシステム５００の構成を説明する。本サブシステム５００は、圧力センサー・ＡＤ変換器内蔵の多元測定用のセル５０２群と、変移計５０６群から構成されるセンサー部と、圧力計やバルブ等を装備した給排水部５０８と、センサー部とアーマーケーブル５１０で結合されるとともに、給排水部５０８を制御・管理する計測記録制御部５１２とから構成される。なお、セル５０２は、加圧媒体伝達物質（水あるいは油）を内蔵して互いに等圧に保たれ、セル５０２の内部には、圧力測定センサー、電源・信号伝達装置が内蔵される。
【００７３】
また、各セル５０２の両端は椀状で弾性を有する、例えば金属製等で孔壁変形追従用の冶具５０２ａにより緊迫・保護されていて、給圧の程度に応じまた地盤・軟岩の変形・岩盤亀裂（破砕帯）中の挟在物の固結度に応じた変形に対して、それぞれのセル５０２は独立かつ精度の良い追従が可能になり、またセル５０２の相互比較によって測定開始時のゼロ点補正を容易ならしめている。なお、センサー部は、測定終了後に、地上近くで圧力バランスに注意しつつ、給排水部５０８の排水ポンプで徐々に排水しながら回収される。
【００７４】
さらに孔内水平載荷試験サブシステム５００は、各セル５０２から交互・定刻ごとに得られる測定値をデジタル化するＡＤ変換装置５０４と、セル５０２をボーリング孔内に挿入出するためのアーマードケーブル５１０等（電力の供給・圧力伝達・測定信号の回収も兼ねる）と、受信した信号を地上においてデジタル信号を記録装置により記録する記録部５１２を備え、事前に設定された時間間隔で画像出力する表示装置（不図示）から構成される。孔内水平載荷試験サブシステム５００により、各試験セル５０２が均等な送圧を受け、これによって各試験セル５０２が圧着された孔壁（地層）ごとに、圧力と試験セル孔壁面の変形特性を測定することができる。なお、変形特性とは、変形係数、降伏圧力及び極限圧力のことである。
【００７５】
孔内水平載荷試験サブシステム５００の測定操作手順を次に述べる。給排水部５０８及び計測記録制御部５１２と結合されたセンサー部を、ボーリング孔内の所定深度に、水頭圧とバランスさせつつ、アーマーケーブル５１０で吊下ろして設置する。センサー部内の変移計５０６の変化を記録しつつポンプ５０８で送水する。複数の変移計５０６のブレークスルーに関するゼロ点内挿値（モード値から）定開始点を求める。センサー部に含まれる各セル５０２の送水圧と、変移計５０６の測定値とを求めることにより、圧接する地盤岩盤の変形特性を測定することができる。
【００７６】
孔内水平載荷試験サブシステム５００により、過去の活断層活動で生成した固結の程度の低いガウジ層（活断層破砕岩片を含有する粘土質の地層）等に対しても、水平載荷試験が可能となる。なお、孔内水平載荷試験サブシステム５００の使用深度は、表層乃至ＧＬ−約１５００ｍ程度とする。
［ボアホールテレビサブシステム］
ボアホールテレビサブシステム６００は、コア採取サブシステム２００の懸濁気泡水ボーリングによって得られた孔壁に対するボアホールテレビ（光学工法）を適用して、孔壁の測定・記録・解析により地質構造を確認する。
【００７７】
コア採取サブシステム２００による懸濁気泡水による掘進の後、図３に示す鉛直ボーリング工法と斜掘工法により、オールコアを採取して解析を行い、あるいは懸濁気泡水工法により斜掘を特長とする孔壁を有するボーリング孔をシステム的な配置・掘進方向を定め複数実施する。そして、これらに対して、それぞれ、ボアホールテレビサブシステム６００による観察・記録・解析を適用する。
【００７８】
これによって、斜掘工法による高品質オールコア採取とコア分析解析の結果は、鉛直ボーリング工法による調査結果を確認し、調査精度の向上を図ると共に、Ｓ波構造探査サブシステム１００による複合表面波探査による測定・解析結果と合せて総合的に解析することにより伏在断層あるいは不整合面やすべり面等の存在を検出することを可能とし、さらに候補地点の選定・確認と施設設置基盤面まで掘削を行ったのち、基盤直上・下の岩盤面において地質確認（スケッチ）と岩盤試験を実施する。
【００７９】
ボアホールテレビサブシステム６００が、ボアホールテレビの連続録画・自動解析機能の実行することにより、従来不可欠とされてきた横坑内における岩盤試験とスケッチ（試掘坑内調査試験）を不要とすることができる。
【００８０】
ボアホールテレビサブシステム６００を使用することにより、地盤と直立または斜交するような表層からは検出しがたい断層・すべり面・不整合面の立体的把握を可能にするとともに、潜在的亀裂面の直接検出・確認を可能にする。なお、採取したコアについては、コア分析・室内力学試験・透水試験・潜在亀裂分析等を従来工法よりも高精度のデータを得ることが可能である。
【００８１】
ボアホールテレビサブシステム６００は、孔壁展開画像の連続記録・解析を行って、横坑内試験・スケッチに代わる地表からの機動的、経済的原位置試験を任意深度で実施する。なお、実施可能深度としてはＧＬ−１５００ｍ程度まで適用可能である。
【００８２】
鉛直ボーリング孔内のみならず、コントロールボーリングによる水平またはそれに近い傾斜角度のボーリング孔内で、ボアホールテレビサブシステム６００による連続記録・解析を実施しても良く、この操作を既設主要構造物直下の地盤岩盤中で実施することもでき、その際に定方位コア採取を実施することもできる。
［多要素データ統合サブシステム］
多要素データ統合サブシステム７００は、上記各サブシステム１００〜６００から得られたデータを多元三次元データとしてデータベース化し、三次元地質・水文データ（地下水流向流速・流跡線）として解析し、任意方向・断面の画像として表示する。
【００８３】
多要素データ統合サブシステム７００は、それらのデータについて三次元解析と画像化することにより、従来得難かったステップ状の地質構造の解析・画像化を可能にすることとともに、特定地層地下水の流向流速分布について解析・画像化を可能にする。多要素データ統合サブシステム７００は、各サブシステムから得られた各測定値等を総合し、それらを一括して三次元ないし（時系列を含めた）四次元的に解析し、画像処理することにより任意の断面〜三次元的・四次元的画像として表現する。
【００８４】
従来は各地層について二次元断面表示に留まるような測定法による地質・岩層・土質等の各種試験データ、室内試験データ並びにＳ波構造データとして得られていたので、夫々独立では伏在断層・すべり面・不整合面を的確に推定・確認することができず、専門家による各人個性的な解釈に基き画像化するに留まっていた。
【００８５】
しかし、多要素データ統合サブシステム７００では、Ｓ波構造探査サブシステム１００によって得られるＳ波構造データをデータベースに取込む。しかし、Ｓ波構造データのみでは、Ｓ波構造探査サブシステム１００の効率・精度向上にもかかわらず、探査法としての解像度限度と、補完的解析特性からスムージングがかかり、伏在断層・すべり面・不整合に関する鋭さや解像度に関し地質専門家の常識に合致しがたいところがある。
【００８６】
そこで、コア採取サブシステム２００による鉛直・斜掘併用ボーリングで採取されるコアの分析による土質岩相分析データを特徴とする伏在断層・すべり面・不整合に関する明確な測定データを、多要素データ統合サブシステム７００のデータベースに取込む。なお、コア採取サブシステム２００のみでは、地上からは伺い得ない鋭角な伏在断層・すべり面・不整合面に関する正確なデータ確認が可能となるが、走向傾斜は推定に留まる。
【００８７】
次いで、ボアホールテレビサブシステム６００において得られる鉛直・斜掘併用ボーリング孔内におけるボアホールテレビ（データの自動記録解析を行う）による各伏在断層・すべり面・不整合に関する走向傾斜に関する測定データを、多要素データ統合サブシステム７００のデータベースに取り込む。なお、ボアホールテレビサブシステム６００のみでは、特定地層の走向傾斜に関する情報を与えるが、水理・水文については推定に留まる。
【００８８】
さらに、ＪＦＴ測定サブシステム３００を用いて、鉛直・斜掘併用ボーリング孔内の特定注目亀裂・地層において多段パッカーを特徴とするＪＦＴ測定による湧水圧と透水係数測定値を三次元座標におけるデータセットを、多要素データ統合サブシステム７００のデータベースに取込む。なお、ＪＦＴ測定サブシステム３００のみでは、水理水文解析には不十分である。
【００８９】
多要素データ統合サブシステム７００は、各サブシステムから得られたデータについてそれぞれ、立体的な相互関係を多重平均手法により、スムージング加工することにより、コア採取における各ボーリング孔のデータと、Ｓ波構造の三次元データと、ボアホールテレビで得られるデータと、水文データとを重ね合わせて解析する。これによって、それぞれの手法の有する弱点（地層の鋭い変化は平均して表現してしまう）を相補うことから、伏在断層の検出に役立ち、コアの層理面からは走向のみで方位が分からず、偽層との区別判定が困難等の理由で、断定しがたかったすべり面等を（専門家による個性的解釈を避け）三次元画像として表現することにより、高い確実性とより現実に近い（解析計算結果との誤差が小さい）画像を得ることができる。
【００９０】
多要素データ統合サブシステム７００は、各サブシステムから得られるデーター群を再解析して、複数の直交または斜交する複数のデータ群として（望ましくは格子状の配列で）得ることにより、三次元空間座標（時間を入れれば四次元）に属する（異なる性格のデータを）データ群として有する総合的データベースを構築するものである。複数ボーリング孔で得られる間隙水圧と透水係数の三次元分布は、地下水の三次元的流向流速を与えるばかりか、流跡線あるいは流速分布として、他のデータとともに画像化して示すことが可能である。
【００９１】
主要構築物接地候補区域の絞込みのための通常の探査・工法による敷地内調査情報は有用であるばかりか、それらの情報を多要素データ統合サブシステム７００に取込むことによって、その解析精度がより一層高まる。なお、本発明は、従来型探査法や普通工法（清水掘）ボーリング・検層による敷地内調査データを排除するものではない。さらに本発明は、既存構造物の支持基盤直下の地質構造調査も可能である。
【００９２】
なお、従来の三次元画像化システムでは、独立した要素にかかるデータベースからは、それぞれデータ処理では、等価データを連続した等価曲面として解析し推測値に基いて表示するために補完しつつ計算機によりスムージング処理を行うので、内在的不連続面については、急激な変曲位置から（専門家と称する人間の介入によって）推定するに留まるので（丁度反射法Ｓ波構造解析において最終的には人間の解釈により、断層不整合面の推定が典型的な事例である）、画像を解釈する技術者の経験と解釈に頼るところが大であり、着目不整合については補助的に多数のボーリング（通常の「群列ボーリング）のような）調査を必要としていた（主要構築物の基盤調査では支持基盤を傷つけるのでそのような調査法は許されない）。
【００９３】
本発明に係る多要素データ統合サブシステム７００では、このような不確実性を低減することが出来る。すなわち、Ｓ波構造探査サブシステム１００のデータベースに、コア採取サブシステム２００の斜掘を特徴とするボーリング工法で得られたコアの分析データと、室内試験データから得られる層序・水理・水文に関係するデータと、ボーリング孔内におけるボアホールテレビサブシステム６００による観測・撮影のデータと、孔内検層、間水圧測定、原位置透水係数測定等の内の層序・水理・水文に関係するデータとから、地下水の特定地層中または総合的な流向流速の推定計算を行って、地下水の流向流速を解析する。
【００９４】
地下水の流向流速を解析する多要素データ統合サブシステム７００は、トレーサーを使用せず、しかも確実性の高い流向・流速情報とともに、流跡線の三次元表示、大規模施設建設に伴う揚水の環境影響評価等の事前解析とモニタリングデータに基づく対策立案に役立てることができる。
【００９５】
多要素データ統合サブシステム７００は、三次元データのデータベースを構築し、三次元画像化を行って、データを解析することにより、主要構築物の基盤以深に関する地質構造、特に断層、すべり面に関する具体的なデータが得られる。したがって、長期地盤安定性評価としての一次・二次圧密（クリープ特性）、断層・伏在すべり面情報（存在しないことの確認）に基く支持基盤（テルツァギー式による）信頼性評価が可能となる。
【００９６】
多要素データ統合サブシステム７００により、主要構築物基盤の地質構造、力学特性、耐震Ｓ波構造探査サブシステムとコア採取サブシステムとの配置設計データ、長期安定性評価が可能になると共に、開削（オープンカット）した後に、基盤面について専門家により全面的に地質調査が可能になる。この方法は、従来実施されてきた横坑調査では、坑道内の限られた空間で表面的にスケッチしていたが、開削された設置基盤面において実施可能であるので、優れた品質の情報と経済性向上を提供する。
【００９７】
また、室内試験を確認するための従来型横坑内せん断試験等についても、主要構築物設置位置の軽微な位置変更が容易であり、また構築された設置基盤面において実施可能であるので、情報取得と経済性向上が可能である。本発明の複合探査・調査・三次元画像化システムが経済性と機動性に優れていることから、従来実施を諦めていたような候補となる二地点間の比較（特に伏在断層・すべり面・長期安定性評価の面で）が可能になる。
【００９８】
なお、多要素データ統合サブシステム７００は、上述の探査・計測並びにオールコア採取・分析・試験結果に基く地盤・岩盤等の情報と、別途実施される原位置透水試験・水位観測等を併せて、多要素データ統合サブシステムにより立体的に表示すると、流向流速の解析等を行うこともできる。
【符号の説明】
【００９９】
１ 地質構造原位置調査システム
１００ Ｓ波構造探査サブシステム
２００ コア採取サブシステム
３００ ＪＦＴ測定サブシステム
４００ 孔底せん断強度測定サブシステム
５００ 孔内水平載荷試験サブシステム
６００ ボアホールテレビサブシステム
７００ 多要素データ統合サブシステム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地質構造の調査システム及びその方法に関し、より詳細には、主要構築物等の重要施設を設置する支持基盤及びその上下の地盤地質構造について、簡易に探査・調査・解析・確認を行うシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術、それらの問題点を以下説明する。主要構築物について既存の安全審査指針を適用あるいは準用する場合には、各種探査、多数のボーリング（例えば緻密に鉛直ボーリングを実施することを特徴とする群列ボーリング）や、室内分析試験、それらの調査結果を原位置において確認するための高価な横坑内調査（不整合面・亀裂を検出した場合には通常水平方向に延長を余儀なくされ、さらにスケッチ壁面の研ぎ出しを特徴とする）と横坑内原位置試験等の実施あるいはその準用が求められる （以下横坑調査という）。
【０００３】
前記の安全審査指針における横坑等による調査は、施設に由来することが想定される環境影響負荷の程度によらず、種々の重要施設に対して準用される傾向がある。
【０００４】
このような過大な探査とボーリング調査、横坑原位置試験に対する要請の原因は、表層から深度１００ｍ程度であっても、既存探査の精度不足と機動性・経済性に乏しいという問題と、従来型ボーリング調査が平面的には点状分布（例えば群列ボーリングや例え斜掘ボーリングを実施するような場合でもシステムとしてではなく、立体視すると単一斜線程度）の調査情報に留まっていた。このため従来調査法では、地表から推定しがたい直立に近い鋭角の伏在すべり面・破砕帯・不整合面を検出しがたかったし、従来のリニアメント調査における断層露頭情報が得られない場合には、定性的記述に留まり、地下数十メートル以深に関しては確認調査法としては、伏在断層・すべり面の有無についての確認は手のほどこしようがなかった。
【０００５】
特に従来型ボーリングではオールコア採取とはいいながら、掘削水の送水圧に基づくコア中微粒分の流失・コアの緩み等を生じやすく、コアの品質が礫・破砕部・砂質部・粘土質・泥岩等のいずれかを複数含有する複雑地層に対して、地質構造判定やすべり面等の判定に耐えるものではなかった （従来技術ではコア採取率１００％とは、微粒物質、即ちマトリックスが流失していても許されていた）。特に、地下数十メートル以深であって固結度の低いガウジ（破砕屑岩片を含む固結程度の低い粘土層）については、高品質コアの採取に関する調査技術は、全く無力であった。
【０００６】
また、それらの地質構造情報（データの品質、データベース化、「ゆらぎ」に関する誤差論、総合的解析がされなかったので、種々の不確実要素を含んでいた）に基づき建設予定地を選定して、原位置確認のために横坑調査による岩相スケッチと横坑内原位置せん断試験等を実施してきたので、経費的、時間的に大きな負担となり、時には、数キロメートルにわたる横坑による不整合面の追跡、坑壁の磨きだしによるスケッチを必要とすることがあった。
【０００７】
さらに、従来、伏在断層・すべり面の地表からの推定には、踏査による地形・露頭調査（地表に露出しているものからの推定に限られる）、空中写真解読によるリニアメント調査等があったが定性的な記述に留まっていた）が、伏在断層・すべり面層・不整合面の確認には、群列ボーリングあるいは横坑内スケッチに頼らざるを得ず、また、既存重要施設に関する支持基盤面直下の地層については（横坑調査レベル以下における調査ができないことから）、支持基盤面の損傷なくして把握することが困難であった。重要施設の建設予定地点に関しても、支持盤面の深度をやや深く機動的に変更することは至難のことであった（従来の発想では、横坑を水平方向に延長するとともに坑壁磨だし・スケッチを繰り返すというに留まっていた）。
【０００８】
以下従来におけるそれぞれの探査・コア採取工法、横坑内力学試験法について、例示し説明する。従来の探査技術の一つであるＰＳ検層は、その到達深度と距離が大きいという利点があるが屈折波を利用するということから、直接Ｓ波構造を把握するものではなく、また、地下水位を始めとする種々の干渉要素のために解像度に問題があり、また発信源に火薬を使用する等の問題がある。
【０００９】
従来の探査技術の他の一つである反射法探査は、表層から数百メートルまで効率良くＳ波構造を探査することが可能であるが、表層近くでは弾性波の波長によっては地盤に対する透過性が急激に低下したり、分解能に限度がある等の困難や、実施費用が高価なために緻密な測線により、地質構造を高精度かつ立体的に表示することが困難であったり、また、機動性（状況に応じて測線変更等）を求めることも事実上できなかった。
【００１０】
従来の探査技術のさらに他の一つである微動アレイ探査法は、海岸波浪等が起す振動のうち地盤内を伝播するレイリー波を複数同心円上に配置された（アレイという通常数十〜数百ｍの同心円上に配置）検出器により測定し、地盤特性を反映した位相速度を解析することにより、着目地層のＳ波構造を推定する方法であり、機動性に富むという利点がある。しかし、表面波の特性上地表からの深度−５０ｍ〜−１０００ｍの間の測定解析には適しているが、多地点・複雑地層では多量のデータ解析処理に時間が掛かり、また、波長の関係から地表近くの信号は極端に弱くて分解能が低く、このため、浅い地層では測定・解析が困難であるという問題があった。
【００１１】
従来の探査技術のさらに他の一つである人工的な発信源を使用した表面波探査法は、発信源のエネルギーの限度（かけやを使用）とこれに伴う受信器の能力（一般に４．５Ｈｚ使用）から、測定可能な深度は地表から２０ｍ以浅とされてきた。エネルギー不足を補う方法として起振車を使用する方法があるが、起伏・沼沢等の複雑な地形では使用できないという欠点がある。
【００１２】
従来の地質調査技術の一つである普通工法ボーリングで、清水を使用したオールコアサンプリングは、深度方向の地質情報をもたらし、コアとともにボーリング孔を得ることが期待される工法であるが、平面的に見れば点としての情報をもたらすにとどまっていた。さらに、固結度の低いシルト層・泥岩や破砕帯であるとか、角礫・砂を挟む固結度の低い泥炭層・砂質泥岩層では、スライム排除のための送水圧・量に基く孔内の乱れをもたらし、その結果、マトリックスが流失して乱れが生じ、地質構造推定や地化学・水理学等の各種試験において解釈の余地がない的確な判断を下すに足るコアやボーリング孔を得る事ができなかった。
【００１３】
従来の地質調査技術の他の一つとして、掘削水の比重調整と孔壁保護のために、普通工法ボーリングに泥水を使用するオールコアサンプリング工法があるが、固結度の低いシルト層・泥岩や破砕帯であるとか、角礫・砂を挟む固結度の低い泥炭層・砂質泥岩層では、清水掘りよりもやや改善されるとしても、スライム排除のための送水圧・量に基く孔内の乱れをもたらし、その結果、微粒分流失して乱れが生じ、地質構造推定において解釈の余地のない的確な判断を下すに足る高品質コアや高品質のボーリング孔を得る事ができなかった。泥水の使用は、特に、地化学・水理学等の各種試験において、目詰まり・収着等の致命的な撹乱を起こす工法として、忌み嫌われている。さらにこの調査法で得られる情報は、前記の清水掘りボーリング工法同様に、平面的に見れば、点としての情報に留まる。
【００１４】
従来技術の一つとして、主要建築物の支持基盤直上の地質構造を確認するために通称横坑調査法がある。この調査法では、主要構築物地点確認のため、従来型探査法と従来型ボーリングを組合せた事前調査を行い、次いでアクセスのための縦坑を設け、主要構築物設置・支持基盤面直上において、主要構築物を中心として交叉して設けた２本の横坑中で、地盤不安定要素の有無の確認を横坑内スケッチ等により、地質構造、特に表層から検出しがたい断層・すべり面・不整合面のような調査を実施する。次いで、従来型ボーリングで採取した岩石の室内試験結果を現位置において確認するために、多大な費用を要する横坑内において岩盤せん断試験等を実施する。
【００１５】
この調査法の欠点は、表層からＧＬ−１００ｍ問の重要な地質構造については、従来型の探査法では不確実性を有し（例えば比較的精度が良いとされる反射法であっても、分解能に限界があり、高価でそのため機動性を欠き）、併用する通常型ボーリング法は一般に高品質コア採取が困難なために、膨大な経費を必要とする横坑調査の中心部の選定において、不確実性（偶然性）を伴わざるを得なく、また、精密な坑壁スケッチのためには、孔壁の清浄化ばかりでなく磨ぎだす必要があり、往々にして、直交または斜交すべり面・伏在断層・不整合面等を見いだした場合には、横坑を延長し、調査を続行する必要があった。
【００１６】
これは要するに、従来型探査法とボーリングによるコア採取、室内分析試験、横坑調査の組合せによる調査法において、一般的従来型探査法ではその精度から不確実性があり、従来型ボーリングはその品質から砂・礫・破砕岩等を含む固結度の低い泥岩・シルト岩・破砕帯では岩相に関する信頼性が低く平面的に見ると鉛直掘は点としての情報で斜掘は点線としての情報を与えるのみであり、原位置において地質・岩相に関する情報を確認するための横坑調査では、主要構築物設置基盤の損傷を避けるために基盤直上におけるスケッチによる確認に止まり、それ以下の深度における不整合面やすべり面の検出とそれらの立体的表示については無力であるばかりか、特定注目地層に関する流向・流速についての解析手段に寄与するところは無かった。
【００１７】
従って、室内試験結果、ボーリングデータ、地質構造情報、地盤強度情報、風化帯情報、すべり面・不整合面・破砕帯に関する情報、水理・水文学的データ等を地図上で随時取出可能なデータとしてデータベース化し、それらを総合して逆解析法により、総合して三次元的表示・断面表示することができなかった。
【００１８】
さらに、従来技術として、ボーリングの斜掘を用いて伏在断層・すべり面・不整合を地表から検出・確認する方法があるが、原位置における岩盤試験に関しては無力であり、所詮人が立ち入るための横坑または大口径の縦坑の建設を必要とし、経費的にも時間的にも機動性に欠ける大規模な工事を必要としていた。また、ボーリング孔内において孔壁を加圧して地盤岩盤の変形係数、降伏圧力、極限圧力数を得るための従来型原位置試験装置として、Ａ型・Ｂ型孔内載荷試験装置がある。Ａ型孔内載荷試験装置は、等分布荷重方式といい測定管が１室のゴムチューブ製測定用セルで構成される試験機で、圧力制御は加圧コックの開閉等を利用し圧力源からの圧力を制御するとともに、圧力計及び変移量測定用のスタンドパイプ等を備える。Ｂ型孔内載荷試験装置は等分布荷重方式といい測定管がゴムチューブ製の測定用メインセル及び上下のガードセルの３室で構成され、圧力制御は減圧制御弁を用い、メインセルとガードセルの圧力差は自動制御弁によって一定に保持され、圧力計及び変移量測定用のスタンドパイプ等を有する試験機である。Ａ型孔内載荷試験装置・Ｂ型孔内載荷試験装置では、圧力載荷に当たっては、高圧ガスあるいはポンプで圧力を連結管を通じて供給し、いずれの場合にも乱れの少ないボーリング孔の形成を前提とするとともに、連結管にいても圧力損失を恐れて、加圧に対する膨張量の少ないことが要求される。また、測定管長は、円筒形圧力の場を二次元と見做せる充分な長さとし、直径の６倍以上が求められていて、キャリブレーションの時間・回数・載荷圧等に制約があり、固結度の低いすべり面に対しては充分な追従・測定を期待することが出来なかった。この他にＣ型孔内載荷試験装置があり、測定円管周囲の一部が載荷板であるような構造を有し、圧力制御用のポンプと圧力計とともに、孔壁変移量の測定が加圧ジャッキの吐出油量などに基いて測定する装置であるが、孔壁に引っ掛り装置の回収が困難になることが多く、その使用を避ける傾向があった。
【００１９】
従来の孔内せん断試験としては、到達深度が数十ｍ程度の粘性土・固結の程度が低い軟岩（特に、Ｎ値ゼロの地盤）に対して、ベーンブレードを土中に押込んだ後回転することによりせん断力を測定するベーンせん断試験があるが、粘性土から硬岩まで、適用できるものではなかった。
【００２０】
この他にリングせん断試験機がある。当たり面に金属製の刃を放射状につけたようなコーンをロッドの先端部に装着し水圧で孔底に圧着させ、地上で回転角と発生する応力を測定する装置（ノンコア測定）であるが、Ｎ値２０以下の粘性土程度の測定に留まり、また地上と孔底間におけるロッドのネジレによる測定誤差の問題のために、適用深度も数十ｍに限られていて、地表から深地下までの測定や、粘性土から硬岩に至るまで、同一掘進装置を使用するということは、不可能とされてきた。なお、ドラグビットやツーコーンビットを使用した専用のボーリングマシンを使用し押込みながら回転することにより一軸圧縮強度を測定するロータリーサウンディング装置があるが、一軸圧縮強度測定のみであって論外である。この装置とてもビットを押込むための反力に限界があり、最大適用深度も数十メートル程度で、改良土への適用に留まっていた。また、大型の先導ボーリング孔を利用するせん断試験法がある。一旦掘進を止めて先導ボーリング孔の孔底に対して一回り小さい外径のビットを使用してさらに掘進を続けた後、その小口径のボーリング孔に対し先端が開くリーマーを作用させ、ドーナッツ状の円盤を残す（その下側には先導孔と同一半径の空洞を形成する）。ドーナッツ状円盤の下にロッド先端に装着した冶具を開き、引抜くことにより、岩盤のせん断試験を実施する方法が提案されている。この方法は、直接的な岩盤せん断試験を実施可能なように見えるが、先導孔の孔底の平滑さ（一般にノンコア掘進はビットの食い込みが悪く精度がでない）と小外径ボーリング孔の中心位置の精度、メタル、リーマー掘進によるドーナッツ状円盤の精度、せん断試験における冶具の当たり面と地盤・岩盤の位置的精度等の解決すべき問題が多々あり、経費・時間・精度、潜在的なひびあるいは、固結度の低い挟在物の存在の可能性等々容易ではない。さらに、そのような精度が要求される準備時間中の応力の緩和についても考慮する必要がでてくるし、孔壁スケッチの広がりを期待できない。他のせん断試験方法としては、大口径の縦穴を建設し、その中心に中空円筒状の岩塊（土の室内円筒せん断試験用供試体と同様形状で竹輪状の岩塊）を自立せしめ、捩れせん断試験を実施する方法がある。この方法もまた、岩塊調製精度や測定開始までに応力緩和が起こる等の問題があり、もはや横坑建設によるブロックせん断試験と大差がないばかりか、合わせて実施されるべき横坑内孔壁スケッチのような広がりを持ったデータを期待できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の地質構造調査システム及びその方法は、各サブシステムにより、前記従来の各方法の問題点を解決することを目的とする。さらに、本発明の地質構造調査システム及びその方法は、各サブシステムから得られた測定データを統合して、解析することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するために、第１の発明は、地質構造調査システムであって、レイリー波及び反射波を測定して、地質構造を探査する波構造探査サブシステムと、懸濁気泡水を用いてボーリング孔を掘進して、ボーリング孔の形成とコアを採取するコア採取サブシステムと、遮水型多重パッカーにより湧水圧試験（ＪＦＴ）を行って、地質の水質水文を測定するＪＦＴ測定サブシステムと、前記懸濁気泡水により洗浄されたボーリング孔底で孔底せん断を行って、地質の強度を測定する孔底せん断強度測定サブシステムと、前記ボーリング孔内で水平載荷試験を行う孔内水平載荷試験サブシステムと、前記ボーリング孔内を撮影する孔内撮影サブシステムと、前記各サブシステムで得られた多要素データを用いて、地質の三次元解析を行う多要素データ統合サブシステムと、から構成される地質構造調査システムである。
【００２３】
第２の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記Ｓ波構造探査サブシステムは、前記レイリー波及び前記反射波を測定するために、地表に設定されたグリッドの各頂点に配置される複数のアレイを備える、地質構造調査システムである。第３の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記アレイは、所定の間隔で配置される複数の受信機から構成される、地質構造調査システムである。第４の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記コア採取サブシステムは、鉛直堀及び又は斜掘のコア採取装置を備える、地質構造調査システムである。
【００２４】
第５の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記ＪＦＴ測定サブシステムの前記多段パッカーは、測定部位の上側に配置される上多段パッカーと、前記測定部位の下側に配置される下多段パッカーとから構成される、地質構造調査システムである。第６の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記上多段パッカー及び前記下多段パッカーは、複数のパッカーである、地質構造調査システムである。
【００２５】
第７の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記孔底せん断強度測定サブシステムは、掘進にあたって先導し、せん断面を確実にする錐冠を有し、掘進時に前記コアを保持しつつ回転力を与えることにより前記コアを孔底からせん断するコア引き上げを確実にするためのコアリフターを備える、地質構造調査システムである。
【００２６】
第８の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記孔内水平載荷試験サブシステムは、前記ボーリング孔内で送圧による圧力を測定する複数のセルと、接触したセルによるボーリング孔壁の変移を測定する複数の変移計とを備えることにより、多元的にボーリング孔壁の圧力及び変移を測定する、地質構造調査システムである。第９の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記孔内水平載荷試験サブシステムの前記複数のセルは、当該複数のセルを孔壁の変形に追従させるための変形追従具をそれぞれ備える、地質構造調査システムである。第１０の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記セルは、弾性を有し、互いに圧力が伝達されるような、地質構造調査システムである。
【００２７】
第１１の発明は、前記地質構造調査システムにおいて、前記多要素データ統合サブシステムは、前記各サブシステムで得られた前記多要素データを記録すると共に、前記多要素データ用いて三次元の画像として解析・表示する、地質構造調査システムである。
【００２８】
第１２の発明は、地質構造調査方法であって、レイリー波及び反射波を測定して、地質構造を探査するＳ波構造探査工程と、懸濁気泡水を用いてボーリング孔を掘進して、コアを採取するコア採取工程と、多重パッカーにより湧水圧試験（ＪＦＴ）を行って、水質水文を測定するＪＦＴ測定工程と、前記懸濁気泡水により洗浄されたボーリング孔底で孔底せん断を行って、地質の強度を測定する孔底せん断強度測定工程と、前記ボーリング孔内で水平載荷試験を行う孔内水平載荷試験工程と、前記ボーリング孔内を撮影する孔内撮影工程と、前記各工程で得られた多要素データを用いて、地層の三次元解析を行う多要素データ統合工程と、から構成される地質構造調査方法である。
【００２９】
第１３の発明は、前記地質構造調査方法において、前記S波構造探査工程は、前記レイリー波及び前記反射波を測定するために、地表に設定されたグリッドの各頂点に配置される複数のアレイを備える、地質構造調査方法である。第１４の発明は、前記地質構造調査方法において、前記アレイは、所定の間隔で配置される複数の受信機から構成される、地質構造調査方法である。第１５の発明は、前記地質構造調査方法において、前記コア採取工程は、鉛直堀及び又は斜掘のコア採取装置を備える、地質構造調査方法である。
【００３０】
第１６の発明は、前記地質構造調査方法において、前記ＪＦＴ測定工程の前記多段パッカーは、測定部位の上側に配置される上多段パッカーと、前記測定部位の下側に配置される下多段パッカーとから構成される、地質構造調査方法である。第１７の発明は、前記地質構造調査方法において、前記上多段パッカー及び前記下多段パッカーは、複数のパッカーである、地質構造調査方法である。
【００３１】
第１８に係る発明は、前記地質構造調査方法において、前記孔底せん断強度測定工程は、非掘進時に前記コアを保持しつつ回転・載荷することにより前記コアを孔底からせん断するコアキャッチャーを備えて引張強度を測定する、地質構造調査方法である。
【００３２】
第１９に係る発明は、前記地質構造調査方法において、前記孔内水平載荷試験工程は、前記ボーリング孔内及び測定セル内の圧力を測定する複数のセルと、ボーリング孔壁の変位を測定する複数の変位計とを備えることにより、多元的にボーリング孔壁の圧力及び変位を測定する、地質構造調査方法である。第２０に係る発明は、前記地質構造調査方法において、前記孔内水平載荷試験工程の前記複数のセルは、当該複数のセルを孔壁の変形に追従させるための変形追従具をそれぞれ備える、地質構造調査方法である。第２１に係る発明は、前記地質構造調査方法において、前記位置保持具は、椀状で弾性を有し、前記セルの周囲に取り付けられる、地質構造調査方法である。
【００３３】
第２２に係る発明は、前記地質構造調査方法において、前記多要素データ統合工程は、前記各工程で得られた前記多要素データを記録すると共に、前記多要素データ用いて三次元の画像として表示する、地質構造調査方法である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の地質構造調査システムは、Ｓ波構造探査サブシステムによるＳ波構造から推定される伏在断層・不整合面・すべり面の三次元的推定値と、高品質ボーリング孔形成・高品質コア採取サブシステムを用いて採取されたコアデータから得られる地質・構造データと、孔内観測サブシステムによって得られる地質・構造の確認と、孔内水平載荷試験サブシステム及び孔底せん断試験・引っ張り強度試験による原位置試験と、ＪＦＴ測定サブシステムによる原位置透水性試験及び間隙水圧試験等の実施による水理・水文学的情報とから、地盤岩盤内の流向流速（あるいは流速線）分布を得ることが可能となり、さらこれらの多要素データを用いて、多要素データ統合サブシステムにより地質構造の三次元の立体的あるいは平面的表示（さらに断面表示）が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の地質構造原位置調査システムを示すブロック図である。
【図２】図１のＳ波構造探査サブシステム１００の原理を示す図である。
【図３】図１のコア採取サブシステムを示す構成図である。
【図４】図１のＳ波構造探査サブシステム及びコア採取サブシステムの配置を示す斜視図である。
【図５】図１のコア採取サブシステムによる地質構造確認の効果を示す原理図である。
【図６】図１のＪＦＴ測定サブシステムを示す断面図である。
【図７】図１の孔底せん断強度測定サブシステムを示す断面図である。
【図８】図１の孔内水平載荷試験サブシステムを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明に係る地質構造原位置調査システム（地質構造調査システム）及びその方法は、重要構築物を設置する支持基盤の地層・原位置特性に関するボーリング孔内（または孔底、コア等）で簡易に実施するものである。以下、本発明の地質構造原位置調査システム及びその方法に係る実施形態を、図１〜図８を参照して説明する。
［システムの全体構成］
本発明の地質構造原位置調査システム１の全体構成を、図１のブロック図を用いて説明する。図１において、地質構造原位置調査システム１は、Ｓ波構造探査サブシステム（波構造探査サブシステム）１００と、コア採取サブシステム２００と、ＪＦＴ測定サブシステム３００と、孔底せん断強度測定サブシステム４００と、孔内水平載荷試験サブシステム５００と、ボアホールテレビサブシステム（孔内撮影サブシステム）６００と、多要素データ統合サブシステム７００と、から構成される。
【００３７】
Ｓ波構造探査サブシステム１００は、後述のアレイをグリッドの頂点に配置してレイリー波及び反射波を測定する。コア採取サブシステム２００は、懸濁気泡水を使用して、前記グリッドの頂点で鉛直及び斜堀ボーリングを併用して、孔壁を形成してコアを採取する。ＪＦＴ測定サブシステム３００は、マルチパッカー式の湧水圧試験（ＪＦＴ）を行って、水文状況を測定する。孔底せん断強度測定サブシステム４００は、コア採取サブシステム２００に含まれる掘進装置により懸濁気泡水を使用し清水掘りに準ずるボーリング孔を形成し、任意の深度で形成された新鮮な孔底を懸濁気泡水により洗浄した後、直ちに孔底せん断試験を実施する。
【００３８】
孔内水平載荷試験サブシステム５００は、多元的にボーリング孔内で水平載荷試験を行う。ボアホールテレビサブシステム６００は、ボーリング孔内に挿入されたボアホールテレビによって、自動的に孔内を観測して所定のアルゴリズムで解析し、さらに観測及び解析結果を記録する。多要素データ統合サブシステム７００は、各サブシステムで得られたデータを収集記憶することにより、多要素データを統合するデータベースを構築して、地層の三次元解析を行って解析結果を画像表示する。これによって、多要素データ統合サブシステム７００は、伏在断層・すべり面・不整合面確認、走向傾斜確認を可能とする。
【００３９】
地質構造原位置調査システム１では、地表からは検出確認し難かった重要構造物の支持基盤上下における鋭角または直立した伏在断層・すべり面・不整合について検出・確認することができ、従来型の横坑内調査（あるいは活断層発掘調査）を不要ならしめるとともに、ボーリング工法を活用した孔底せん断強度測定サブシステム４００及び孔内水平載荷サブシステム５００により、従来型の横坑内調査を不要ならしめることができる。
【００４０】
なお、従来技術では、地表から伏在断層・すべり面・不整合を取りこぼしなく検出することが出来ず、さらに効率よく・高精度で機動的に確認することが到底できなかったが、本発明のサブシステム１００〜３００はこれを可能にした。しかし、原位置試験としては従来型の横坑あるいは縦坑において大規模なせん断試験や水平載荷試験を行なわざるを得なかった。
【００４１】
これに対して、本発明においては、孔底せん断強度測定サブシステム４００による孔底せん断試験と、孔内水平載荷試験サブシステム５００による水平載荷試験とにより、横坑あるいは縦坑内の原位置岩盤試験を必要としなくなり、任意の深度ごとに、複数のボーリング孔内で実施することにより、支持基盤の上下のみならず地盤全体において原位置岩盤特性が得られる。即ち、着目地点において、孔内水平載荷試験により地盤岩盤の変形特性の測定解析（堆積土・軟岩にあっては、ｃ、φ値測定解析）を行うことができる。なお、これらボーリング孔内での水平載荷試験及び孔底せん断試験は、機動的に試験位置を選定する前記鉛直・斜掘を特徴とする適地選定によって初めてそれらの効果を発揮するものである。
【００４２】
さらに、後述の図４に示すように、コントロールボーリング・定方位ボーリングを、本発明の地質構造原位置調査システム１と組み合わせることにより、重要構築物についても、断層破砕帯・すべり面等の有無確認ならびに岩石強度の原位置試験を精度良く実施することが出来るとともに、多くの開口部を残すことなく精度の高い地質・構造調査や岩盤強度原位置試験を機動的・経済的に実施することが出来る。
【００４３】
各サブシステムによって得られる、地質構造や、層序、地盤強度、水理・水文学的情報、流向・流速・流跡線等の情報、地表からの岩盤試験結果は、多要素データ統合サブシステム７００によって、随時地図上に表示可能なデータとしてデータベース化され、次いで各データについて逆解析による三次元解析を実施し、総合的な画像として立体あるいは断面として表示する。実測データには自然現象としての「ゆらぎ」があることから、本発明から得られるデータとその解析結果は、誤差として記録又は表示することも可能である。
【００４４】
このように、本発明では、地盤岩盤に関する、特に、表層から深度約−１００ｍ程度の間の支持基盤のＳ波構造測定解析による伏在断層・すべり面・不整合面等の地質構造検出と地盤岩盤強度を効果的に得ることができる。なお、ＧＬ−１５００ｍ程度までは適用可能である。
［Ｓ波構造探査サブシステム］
Ｓ波構造探査サブシステム１００は、レイリー波（Ｒａｙｌｅｉｇｈ Ｗａｖｅ）と反射波とを複合したＳ波構造の測定・解析により地質構造を機動的に検出する。具体的には、Ｓ波構造探査サブシステム１００は、地表に設定されたグリッド（測定点）の中心点に系統的に微振動アレイを配置するものである。なお、グリッドの中心点には、後述するようにボーリング孔が形成され、ボーリング孔に重錘を落下させて観測用波を発生させる重錘落下式発振源を用いる。
【００４５】
Ｓ波構造探査サブシステム１００は、図２に示すように、グリッド交点にシステマティックに配列された発振源を備え、受信周波数を８秒程度にする等の工夫を加えた表面探査と、天然のレイリー波発振源を用いて独特の配列を形成する複数微動小アレイ（図２（ａ）に示す同心円上複数受信装置群を受信単位とする）とを複合する。
【００４６】
図２（ａ）は、レイリー波伝播における位相波速度に着目したＳ波構造探査サブシステムの配列例（但し、１測線のみ）の重ね合わせの状態を示し、図２（ｂ）は、Ｓ波構造探査サブシステム１００のアレイの配列例を示す。Ｓ波構造探査サブシステム１００は、図２に示すように所定間隔（例えば約２５ｍ間隔）で地表に想定したグリッド上に、図４の表面波探査測線を設定する。
【００４７】
Ｓ波構造探査サブシステム１００は、約２５ｍ間隔の表面波探査と、微動アレイ探査（受信機配置は図２（ｂ）の参照）とを同一測線上で実施することにより、これらを同調せしめて、それぞれ異なる深度の地層によって変調を受けたＳ波位相波速度として測定する。
【００４８】
なお、本州沿岸で発生するレイリー波に随伴する位相の伝播速度に着目して得られるＳ波伝播速度では、従来は独立解析していたために生じたＧＬ−２０ｍ〜−５０ｍにおける不確実性（反射法は信号が微弱となり、レイリー波はぼやける）があった。しかし、Ｓ波構造探査サブシステム１００では、それらのデータを互いに補わせそれらの弱点を計画的に克服するために、レイリー波及び反射波の両探査測定における測定点を、互に相重なるように計画的に配置する。これによって、両探査法により得られたデータを（共通のＳ波伝播速度として）、以下の解析法により解析する。
【００４９】
Ｓ波速度の伝播が地下の地質構造の影響を受けるところから、測定法で得られる同一地層の影響を反映するＳ波信号を（重ね合わせて）統合して解析することにより、従来の弱点であった表層〜ＧＬ−１００ｍの地質構造の三次元解析が可能になる。例えば、Ｓ波構造解析では、レイリー波及びＳ波の両探査法で得られたデータについて、逆解析法と順解析法を複合した「複合シミュレーション解析法」によって、従来実施困難であった表層からＧＬ−約１００ｍに至るＳ波構造が得られる。これによって、改良型重錘落下式発振源について、従来からの弱点であったＧＬ−２０ｍ〜−５０ｍ間におけるＳ波探査の弱点を機動的・経済的に補うことができる。
【００５０】
さらに、Ｓ波構造探査サブシステム１００は、「従来方法である人工地震を使用したレイリー波探査法の到達深度限界（ＧＬ−２０ｍ以浅で有効）」に対して、人工発信源エネルギー不足の改善を機動的落下錘の重量増加により行い、ＧＬ−１００ｍに至る計測と解析を可能とする。また、Ｓ波構造探査サブシステム１００は、グリッド交点上に発信源と受信器をシスティマティックに配置するとともに特性周期（８秒±２秒）の受信器群を配置し、地中地質構造の断層・すべり面・不整合を解釈する。
【００５１】
なお、この人工発振源を使用したレイリー波探査法において、落錐式発振源に代えて、よりエネルギーの高い起振装置や起振車を使用しても、レイリー波の複合解析のためには何ら差し支えないばかりか、データーの確実性を上昇させることができる。本発明における同心配置レイリー波検出装置（Ｓ波構造探査サブシステム１００）において、受信機を１０機を超えて拡大多重化することや、単数の同心配置レイリー波検出装置と併用することは、地層性状把握における到達深度をＧＬ−約３０００ｍ程度まで増大させる。しかし、レイリー波解析の特徴として同心円内位相速度の平均値を与えるという性格上その数を、本発明における「人工発振源を使用したレイリー波探査法と測線を合致させ測定・複合解析」を行うという特徴から、経済効果を低減するが、本発明の目的達成を阻害するものではない。
［コア採取サブシステム］
コア採取サブシステム２００は、上述のグリッド頂点上位置に鉛直堀・斜掘のボーリング孔を形成し、掘進用懸濁気泡水の自動スライム機能を利用し掘進する。これによって、平滑なボーリング孔壁を有するボーリング孔の形成と、実質上清水堀でコアの採取とを可能とする。なお、懸濁気泡水の自動スライム排除機能によるボーリングを行うものであり、清水掘と気泡ボーリングの長所を生かし、これらの欠点を克服した工法である。
【００５２】
コア採取サブシステム２００は図３に示すように構成されており、懸濁気泡水による孔底での自動スライム排除機能を備えている。図３の原水タンク２０２中には原水として地下水又は表層水、やむを得ない場合には水道水が貯留されており、原水タンク２０２は地下水の沈砂池としても使用している。原水タンク２０２に貯留された原水は、送水ポンプ２０４により給水管を介して、発泡用ガスで懸濁した気泡水を生成する液混合器２０８に連続的に圧送される。発泡用ガスボンベ２１０と気液混合器２０８の外部に配置されており、発泡用ガスボンベ２１０と気液混合器２０８とはガス供給管で接続されている。気液混合器２０８には、原水の供給と同時に発泡用ガスボンベ２１０からガス供給管を介して、発泡用ガスが連続的に一定混合比率で供給される。従って、気液混合器２０８中では、原水と不活性ガスとが高速混合・分散することにより、発泡用ガスで懸濁した気泡水が生成する。なお、液混合器２０８の前後の配管には、弁２０６、２１２が配置されている。液混合器２０８で生成された懸濁気泡水（清水）は、配管を介して、鉛直掘削コア採取装置２２０や傾斜掘削コア採取装置２３０に導かれる。これらのコア採取装置の孔底において、コア２５０が懸濁気泡水を用いて掘削される。
【００５３】
また、コア採取サブシステム２００は、後述の図４に示すように、注目調査位置の支持基盤面及びこれを挟む上下の地質・構造の確認を目的とし、支持基盤面の損傷を最小限に抑えるために、着目支持基盤領域の四周で、組織的に（体系的に、所定間隔で）実施する斜掘を特徴とするボーリングとオールコア採取を実施する。
【００５４】
なお、Ｓ波構造探査サブシステム１００のように反射法とレイリー波測定点をグリッド頂点に配置して測定する際に、嵩密度が似通う地盤岩盤あるいは層厚が薄い場合にはその解像度の制約から異なる地盤岩相（例えば不整合）で、自動解析あるいは画像表現を精密かつ明確にし難いという限界があった。先に従来技術のところで述べたように、群列を形成するような多数の鉛直ボーリングの実施は、鉛直に近い伏在断層・すべり面・不整合の検出には適せず、地盤岩盤の損傷を増加せしめるだけであって、徒労に近いことに着目して、これを克服するためにコア採取サブシステム２００を工夫したものである。このコア採取サブシステム２００は、従来型の普通工法（清水掘）ボーリングに替えて、「懸濁気泡水を使用した自動スライム排除機能」を付与した「清水掘コア採取工法」を使用し、計画的に配置された複数の傾斜ボーリングと鉛直ボーリングと併用して実施する。
【００５５】
それらの鉛直ボーリングの配置（図４参照）は、建造物予定地の中心及びこれを取囲むように、所定間隔でグリッドを形成せしめ、その頂点に配置された鉛直ボーリング群を形成し、鉛直ボーリングの配置付近を挟むよう傾斜型ボーリング群を形成する。このように配置された斜掘型ボーリング群を有する地質構造調査ボーリングシステムにより、地表からの露頭調査・リニヤメント調査では、存在・不存在が確認しづらかった伏在断層・すべり面・不整合のような構造的広がりを持つ地質・構造すなわち深度・走向傾斜の確認を可能とするばかりか、複合表面波探査システムに残された地質構造確認評価に関する不確実性を低減し、その数値的評価を可能にする。
【００５６】
コア採取サブシステム２００において、掘進方法として「懸濁気泡水を使用するコントロールボーリング」の適用や、「懸濁気泡水を使用する定方位コア採取」の適用、さらに「深度・岩種に応じた錘冠の取替え、泥水使用あるいは界面活性剤使用から懸濁気泡水への変更」、「懸濁気泡生成のための送気用ポンプや圧縮空気ボンベの使用の使用、不活性ガスとして窒素・アルゴンボンベとそれら等のグレード変更、水素混合不活性ガスボンベの使用」等はなんら差し支えなく、しかも同一掘進システムの適用（懸濁気泡水生成システムと掘進装置の使用）が可能であり、工程上差し支えなく効果を損なうものではないばかりか、それらの要素技術を地盤岩盤の硬軟・深度に応じて随時組合せることは、本発明の効果を増大せしめものである。また、コア採取サブシステム２００のように、「清水掘コア採取工法」に対し、空気に替えて、窒素、高純度チッソ、アルゴン、水素入りアルゴン、ヘリウム等を使用する工法を用いても良く、この場合には、結晶質岩は勿論のこと固結度の低い泥岩、破砕帯のような岩屑の半固結混合層、礫と粘土からなる固結度の低い混合層等も円滑に、しかも微粒分を流失やコア構造の乱れのないコアを採取することが出来るばかりか、採取したコア・地下水に関する調査目的に応じて変更することにより、微生物学的試験、地化学的試験、環境化学的試験に対応することが可能になる。
【００５７】
なお、コア採取サブシステム２００において、懸濁気泡水中の気泡安定化のために界面活性剤を使用しても良いが、界面活性剤を使用しないでも結晶質岩は勿論のこと固結度の低い泥岩、破砕帯のような岩屑を含む半固結混合層、礫と粘土からなる固結度の低い混合層等についても円滑に、しかも微粒分を流失させることなく、コア構造の乱れのない高品質のコアを採取することを可能ならしめるので、地化学的制約がなければ、工程の促進上有利である。
【００５８】
コア採取サブシステム２００では、原則的には同一の孔底せん断試験用錘冠と掘進装置を使用し（錘冠はオールコア採取（ダブルコアチューブ方式）が可能とするとともに鉛直掘進部と孔底せん断試験当たり面を構成するためのらせん状に配置されたダイアモンドビット丘群からなる孔底せん断試験錘冠と、掘進ロッドの地上部には回転角と回転応力を測定するための装置を有する。
【００５９】
また、コア採取サブシステム２００の掘削コア採取装置をそれぞれグリッド交点に配置して（図４）、鉛直堀や傾斜掘でボーリングを行う。コア採取サブシステム２００は、懸濁気泡水によってボーリング孔内の洗浄を実施しながら、ボーリングを行なうため、孔底・孔壁における付着・沈殿スライムによる滑りが無くなり、ダイヤモンドビットを使用する場合には、ダイヤモンド・ダストで研磨しているような滑らかな孔壁が得られる。このように、コア採取サブシステム２００を用いることにより、Ｓ波構造探査サブシステム１００で得られた、地質構造について、コア試料の地層構成鉱物・土質について分析可能となり、構造的すべり面の把握が可能となる。
［Ｓ波構造探査サブシステムとコア採取サブシステムとの配置］
図４はＳ波構造探査サブシステム１００とコア採取サブシステム２００との配置の相互関係を図示したものである。図４において、地表面１０００にはＳ波構造探査サブシステム１００が図２に示したような所定間隔で複数配置され、地表面１０００の下方の地中に対象構築面１１００が位置し、対象構築面１１００よりさらに下方の地下の調査必要深度に調査必要深度面１２００が位置する。図５中、敷地内調査として従来工法ボーリング２６０が、主要構築物位置に対して最外周で、調査必要深度面１２００まで行われる。また、支持基盤調査としてコア採取サブシステム２００の鉛直ボーリング２７０が、従来工法ボーリング２６０の位置よりも主要構築物位置により近い外周位置の矩形状頂点及び主要構築物位置で、調査必要深度面１２００まで行われる。さらに、外周補完調査として前記矩形状の外周位置の各辺の中点で、コア採取サブシステム２００の鉛直ボーリング２８０が行われる。また、傾斜不整合確認調査として、コア採取サブシステム２００の傾斜ボーリング２９０が、外周位置内で、主要構築物接地面１１００まで行われる。
【００６０】
なお、Ｓ波構造探査サブシステム１００は地表からの探査により、Ｓ波伝播速度の異なる面に関するデータの把握を行って、精密調査の候補となる地点・支持基盤深度についての三次元情報を与える一方、コア採取サブシステム２００はグリッド交点に配置され、これにより構造的な広がりを有する伏在断層・すべり面・不整合等の確認が可能となる。それらのデータは、ボーリング孔内におけるボアホールテレビサブシステム６００の併用により、伏在断層・不整合・すべり面の走向傾斜計測も可能となる。
【００６１】
図５は、システム化された配列による鉛直・斜掘を行うコア採取サブシステム２００による地質構造確認の効果を示す原理図である。従来の普通工法による鉛直掘
群列ボーリングや地表からの伏在断層・不整合・すべり面の把握が（あるいはリニアメント調査では）困難であったが、コア採取サブシステム２００では、鉛直に近い鋭角で直立した伏在断層・すべり面・不整合の検出・確認が可能となる。なお、Ｓ波構造探査サブシステム１００とコア採取サブシステム２００とは、平行して実施可能であり、得られるデータ（情報）を随時相互に交換することにより、それらの機動的な実施を促進するばかりか、それらのデータ精度を向上させることができる。さらに本願発明の高品質鉛直掘・傾斜掘システムの周囲を取り囲むように従来法によるボーリングによる地質調査を行い、あるいはこれに懸濁気泡水を使用した地質調査はそれら自体精度は劣るが、本願発明による精度向上が見込まれる。
［ＪＦＴ測定サブシステム］
ＪＦＴ測定サブシステム３００は、懸濁気泡水ボーリングによって得られた高品質孔壁を有する複数ボーリング孔において、前記ボアホールテレビの観測結果に加えて、孔内水レベルの回復速度測定に基き、特定注目地層に対して複数パッカを有する湧水圧試験（ＪＦＴ）を適用して、複数地点で透水係数の測定と湧水圧の測定を実施し、従来困難であった特定地層内地下水の流向流速を測定・解析する。
【００６２】
図６に示すように、ＪＦＴ測定サブシステム３００は、多段パッカーＪＦＴを備えている。この多段パッカーＪＦＴは、ボーリング孔３０１内において、注目地層の上方に配置される上多段パッカー３０２、注目地層である測定範囲の下方に配置される下多段パッカー３０４を有している。各多段パッカーは、図６においては２重のパッカーとなっている。
【００６３】
ボーリング孔３０１の内部には、トリップバルブ３１４を装備するストレーナー（多孔管）３１８が設けられ、ボーリング孔３０１内の特定深度で注目地層を挟む位置において、まず孔内水排除により注目地層の間隙水圧を形成せしめる。その後、調圧器３０８により加圧パイプ３０６を通じて各多段パッカー３０２、３０４に加圧水を送圧することにより、多段パッカー３０２、３０４を孔壁に密着せしめて、各多段パッカー３０２、３０４によって当該パッカー上下の水密性が担保される。ストレーナー３１８は、多数の開口を有しており、多段パッカー３０２、３０４の間に位置する測定管３１７の管壁に配置される。孔壁からストレーナー３１８の開口を介してその地層の湧水が測定管３０５に流れ込む。トリップバルブ３１４は、ストレーナー３１８の直上で上多段パッカー３０２の下方であって、測定管３１７内に配置され、測定管３０５の上下を閉鎖又は開放する。下部圧力センサー３１２によってＪＦＴ内圧を測定した後、落下錐３１６作用によりトリップバルブ３１４を開放して、上部及び下部圧力センサー３１０、３１２、により、湧水圧及び透水係数を測定する。そして、測定されてた湧水圧及び透水係数は、通信ケーブル３２０によって記録部３２２に送信されて記憶される。
【００６４】
このように、本システムは、従来不可能とされてきた任意深度ボーリング孔内におけるＪＦＴの高精度の使用を可能とするもので、その理由は懸濁気泡水使用掘進による高品質ボーリング孔壁の形成と従来型ＪＦＴとは根本的に異なり、多重パッカーの使用により湧水圧と透水係数の高精度測定を可能としたものである。また、ＪＦＴ測定サブシステム３００は、トレーサー等を使用することなく、複数のボーリング孔内で測定した湧水圧及び透水係数の測定・解析から特定地層内地下水の流向流速を得ることを可能とする。なお、ＪＦＴ測定サブシステム３００は、ＧＬ−１５００ｍ程度まで適用可である。さらに、ＪＦＴ測定サブシステム３００を用いれば、単数あるいは複数のバルブを介した単管あるいは複数の高真空パイプを装備した採水装置を使用して、深地下において原位置ガスが溶存したままで採水しても、本サブシステムの効力を損なわない。
［孔底せん断強度測定サブシステム］
孔底せん断強度測定サブシステム４００は、孔底せん断試験に当たって、特殊形状のビットで任意深度までオールコアを採取し、一旦停止後、懸濁気泡水による洗浄、新鮮な孔底においてせん断試験を実施し、同一掘進システムで、任意岩質、任意深度で、せん断試験を繰返し実施可能であり、掘進終了時のコア回収に当たりインナーチューブ内に設置されたコアキャッチャー保持コアと岩盤と間の引張応力すなわち引張強度の測定解析を行うものである。
【００６５】
図７に示すように、孔底せん断強度測定サブシステム４００は、アウターチューブ４０１の先端に特殊形状のビット（錐冠）４０２を備える。このビット４０２は、せん断試験時に孔底岩盤との接触を常に新鮮に保つために、螺旋状に配列されたダイヤモンド丘群を植え込んだコーン状ビット４０２ａと、さらにその先端にオールコア採取用垂直先導掘進ビットに似た先端ビット４０２ｂとを備えている。ビット（錐冠）４０２において、先端ビット４０２ｂは掘進にあたって先導し、コーン状ビット４０２ａはせん断面を確実にする。また、インナーチューブ４０４内には、ビット４０２により削り出されたコア４０５を確保するコアキャッチャー（コアリフター）４０６とコアスリーブ４０８を内蔵する。コアキャッチャー（コアリフター）４０６は、掘進時にコアを保持しつつ回転力を与えることによりコアを孔底からせん断するためのコア引き上げを確実にする。なお、懸濁気泡水を使用するときには、掘進と同時に孔内洗浄が行なわれる。ビニルスリーブ４０８を使用しても差し支えないし、アウターチューブ４０１に対しビット４０２の外径を僅かにオーバーサイズにし、アウターチューブ４０１の外径とロッド４１０の径を一致させることにより、ロッド４０１の孔壁接触を避けることが出来る。もし、さらに慎重を期する場合には、一旦ケーシングを挿入した後、適切なクリアランスを有する孔内で新たに孔内せん断試験を行なうことも考えられるが、孔底せん断試験開始時のセンタリングについては注意が必要である。また、同一掘進装置を使用し粘性土のせん断試験を実施しても良いが、せん断試験用錘冠としてはメタルクラウンを使用しても良い。
【００６６】
図７に示すように、アウターチューブ４０１上方には、アウターチューブ４０１の回転角及び回転応力（錐冠直上トルク、掘進圧、引張応力）を測定・記録する孔内回転測定部４１２と、懸濁気泡水供給部４１８から孔内への送水圧を測定して記録する水圧測定部４１４とを有する。孔底せん断試験の直前には、一旦掘進を停止しそれまで掘進に使用した懸濁気泡水の自動スライム排除機能を活用しビット（錘冠）４０２先端及び孔内の洗浄を実施した後、孔底せん断試験を実施する。これによって、ボーリング孔底において新鮮な土質・岩盤において、任意深度でせん断試験が繰返し実施可能とする。なお、ロッド４１０の回転角（変位）と回転方向の応力は、回転の程度の目安とするために、地上に設けられる地上トルク計測部４２２と、アウターチューブ４０１の上部に設けられる孔内回転測定部４１２とで、測定することにより、深度とともに変化するロッド４１０の捩れ誤差を補正することが出来る。また、孔内回転測定部４１２、水圧測定部４１４について、電源は電池式が、デジタル信号の伝達はタイマー作動によるデータ記録送信が、それぞれ作業に便利である。
【００６７】
孔底せん断試験は、任意深度において新鮮な地盤岩盤の孔底において繰返し実施可能であり、そのような場合には、試験開始直前に一旦掘進を停止し、掘削に使用した懸濁気泡水を流し、孔底のスライムを洗浄する。なお、泥水は潤滑性を与え、清水洗浄ではスライムが孔底付近における吹上げと沈降をもたらし無益である。その洗浄後、所定の（ロッド重調整）給圧に調節し回転力を増減することにより、ｃ、φを求めることができ、一定の垂直荷重・回転数における掘削速度から一軸圧縮強さを求めることが出来る。掘進終了時においてはオイルを負圧伝道媒体とし、引張力をロッド４１０に伝達し、ビット４０２内面に設けられ、スムーズに独立回転可能なコアキャッチャー４０６によるコア回収を実施する。これにより、ボーリング孔底地盤岩盤から自立したコア４０５の引張切断に必要な応力すなわち地盤岩盤の引張強度の測定を行う。なお、コアキャッチャー４０６は、ビット内面に突出して設けられ、掘進時にコアがインナーチューブ４０４内を進むことを許容すると共に、非掘進時にコアを保持する。
【００６８】
このように孔底せん断強度測定サブシステム４００は、堆積土から軟岩、硬岩に至るまでの孔内原位置地盤試験を行うことができ、従来試験坑調査では達成し得なかったような機動的、経済的な地質構造調査を可能とする。さらに、本サブシステムにより、横坑内岩盤試験・スケッチが不要になる。なお、本サブシステムの使用可能限度はＧＬ−約１５００ｍ程度とし、ロッド径の適用限度はφ約１１６ｍｍ程度とする。なお、孔底せん断強度測定サブシステム４００は、特殊なオールコア採取用ビットの使用と同一の掘進装置と同一の特殊な形状のダイヤモンドビットを使用し、硬岩と軟岩の別によらず掘進可能である。また、孔底せん断強度測定サブシステム４００に使用する掘進装置は、掘進圧（給圧）が油圧で制御できて、掘進予定深度に対して余裕があれば通常のものであれば良い。なお、懸濁気泡水発生装置の使用条件の変更によりボーリングのみならず、オールコア採取、ビニルスリーブ付ワイヤライン掘進・コア採取が本来的に可能である。
【００６９】
孔底せん断強度測定サブシステム４００は、掘進装置、回転力・掘進圧力伝達用ロッド４１０とこれに装着可能な地上トルク測定部４２２、ロッド４１０の地中先端には先導掘進部付孔底せん断試験用当面を有する特別仕様のビット４０２及びコアキャッチャー４０６を装着したインナーチューブ４０４を備え、インナーチューブ４０４の内部には、送水圧計測・ＡＤ変換記録を行う水圧測定部４１４と、錘冠上トルク測定、掘進圧計測、引張応力計測を行う孔内回転測定部４１２とを装着する。なお、ビット４０２はダイヤモンドビットのみならず、（進用水同様に）土質・岩相に応じて随時、メタルビツトによるオールコア採取、ノンコア掘進等にも切替可能である。
【００７０】
コア採取サブシステム２００により、所定の深度まで懸濁気泡水を掘進水に使用したボーリングまで掘進し、一旦掘進を停止し、懸濁気泡水のスライム自動排除機能を利用して孔底・孔内を洗浄し、直ちに孔底せん断試験を開始する。孔底せん断試験終了後、前記孔底せん断試験用の特殊錘冠を装着したまま、オールコア採取を行ないながら掘進を続けることや、掘進終了時にロッドを引上げるに当たり、インナーチューブ４０４内に内蔵されたコアキャッチャ４０６の作用により、孔底から自立しており、通常ビニルスリーブ４０８内に保護された状態であるコア４０５は、上方に引張られ、コア４０５の原位置における引張強度の概数を得ることができる。ビニルスリーブ４０８内に収納した状態で得られるコア４０５から、せん断試験の直前直後状況観察により、データが提供される。孔底せん断強度測定サブシステム４００による孔底せん断試験は、横坑内ロックせん断試験と異なり、供試体ロックの切出しと磨ぎだしに伴う振動や時間的緩みがなく、任意の深度毎に、機動的にかつ経済的に繰返し実施することが出来る。
【００７１】
孔底せん断強度測定サブシステム４００により、軟岩・粘性土にあってはモール円測定・解析、最大応力測定が可能であり、硬岩にあっては最大応力の測定が、いずれも孔底で新鮮な地盤岩盤に対して適用可能である。同一の掘進装置を使用して、堆積土・軟岩・硬岩のいずれに対しても測定解析可能であり、しかも表層から地下約１０００ｍに至る任意の深度で繰返し、孔底から地表にいたる途中の圧損・ロッドの捩れによる応力緩和・信号減衰を自動的に測定・補償し、解析することが可能である。更に、このビット４０２の特徴とするところは、先端の小口径ビット部分は、ダブルコアチューブと同様にオールコア採取が可能（ビニルスリーブを使用しても回転応力を生じない）であるので、ビット４０２内側に備えられたコアキャッチャー４０６によって抱えられた地盤岩盤から自立しているコアを持ち上げるときに、引張応力の概数を測定することができるという、従来実現したことのなかった測定値を原位置で新鮮な岩について得ることができる。しかし、本孔底せん断強度測定サブシステム４００単独では、岩盤特性に関する平面的広がりに対してはピンポイントの調査に留まるので、複数孔で実施することは、その効果を増大する。。
［孔内水平載荷試験サブシステム］
孔内水平載荷試験サブシステム５００は、等圧に保たれた複数のセルと、孔壁変位量を測定する変位計等とを含み、水平載荷試験を行う。
【００７２】
図８を用いて、孔内水平載荷試験サブシステム５００の構成を説明する。本サブシステム５００は、圧力センサー・ＡＤ変換器内蔵の多元測定用のセル５０２群と、変移計５０６群から構成されるセンサー部と、圧力計やバルブ等を装備した給排水部５０８と、センサー部とアーマーケーブル５１０で結合されるとともに、給排水部５０８を制御・管理する計測記録制御部５１２とから構成される。なお、セル５０２は、加圧媒体伝達物質（水あるいは油）を内蔵して互いに等圧に保たれ、セル５０２の内部には、圧力測定センサー、電源・信号伝達装置が内蔵される。
【００７３】
また、各セル５０２の両端は椀状で弾性を有する、例えば金属製等で孔壁変形追従用の冶具５０２ａにより緊迫・保護されていて、給圧の程度に応じまた地盤・軟岩の変形・岩盤亀裂（破砕帯）中の挟在物の固結度に応じた変形に対して、それぞれのセル５０２は独立かつ精度の良い追従が可能になり、またセル５０２の相互比較によって測定開始時のゼロ点補正を容易ならしめている。なお、センサー部は、測定終了後に、地上近くで圧力バランスに注意しつつ、給排水部５０８の排水ポンプで徐々に排水しながら回収される。
【００７４】
さらに孔内水平載荷試験サブシステム５００は、各セル５０２から交互・定刻ごとに得られる測定値をデジタル化するＡＤ変換装置５０４と、セル５０２をボーリング孔内に挿入出するためのアーマードケーブル５１０等（電力の供給・圧力伝達・測定信号の回収も兼ねる）と、受信した信号を地上においてデジタル信号を記録装置により記録する記録部５１２を備え、事前に設定された時間間隔で画像出力する表示装置（不図示）から構成される。孔内水平載荷試験サブシステム５００により、各試験セル５０２が均等な送圧を受け、これによって各試験セル５０２が圧着された孔壁（地層）ごとに、圧力と試験セル孔壁面の変形特性を測定することができる。なお、変形特性とは、変形係数、降伏圧力及び極限圧力のことである。
【００７５】
孔内水平載荷試験サブシステム５００の測定操作手順を次に述べる。給排水部５０８及び計測記録制御部５１２と結合されたセンサー部を、ボーリング孔内の所定深度に、水頭圧とバランスさせつつ、アーマーケーブル５１０で吊下ろして設置する。センサー部内の変移計５０６の変化を記録しつつポンプ５０８で送水する。複数の変移計５０６のブレークスルーに関するゼロ点内挿値（モード値から）定開始点を求める。センサー部に含まれる各セル５０２の送水圧と、変移計５０６の測定値とを求めることにより、圧接する地盤岩盤の変形特性を測定することができる。
【００７６】
孔内水平載荷試験サブシステム５００により、過去の活断層活動で生成した固結の程度の低いガウジ層（活断層破砕岩片を含有する粘土質の地層）等に対しても、水平載荷試験が可能となる。なお、孔内水平載荷試験サブシステム５００の使用深度は、表層乃至ＧＬ−約１５００ｍ程度とする。
［ボアホールテレビサブシステム］
ボアホールテレビサブシステム６００は、コア採取サブシステム２００の懸濁気泡水ボーリングによって得られた孔壁に対するボアホールテレビ（光学工法）を適用して、孔壁の測定・記録・解析により地質構造を確認する。
【００７７】
コア採取サブシステム２００による懸濁気泡水による掘進の後、図３に示す鉛直ボーリング工法と斜掘工法により、オールコアを採取して解析を行い、あるいは懸濁気泡水工法により斜掘を特長とする孔壁を有するボーリング孔をシステム的な配置・掘進方向を定め複数実施する。そして、これらに対して、それぞれ、ボアホールテレビサブシステム６００による観察・記録・解析を適用する。
【００７８】
これによって、斜掘工法による高品質オールコア採取とコア分析解析の結果は、鉛直ボーリング工法による調査結果を確認し、調査精度の向上を図ると共に、Ｓ波構造探査サブシステム１００による複合表面波探査による測定・解析結果と合せて総合的に解析することにより伏在断層あるいは不整合面やすべり面等の存在を検出することを可能とし、さらに候補地点の選定・確認と施設設置基盤面まで掘削を行ったのち、基盤直上・下の岩盤面において地質確認（スケッチ）と岩盤試験を実施する。
【００７９】
ボアホールテレビサブシステム６００が、ボアホールテレビの連続録画・自動解析機能の実行することにより、従来不可欠とされてきた横坑内における岩盤試験とスケッチ（試掘坑内調査試験）を不要とすることができる。
【００８０】
ボアホールテレビサブシステム６００を使用することにより、地盤と直立または斜交するような表層からは検出しがたい断層・すべり面・不整合面の立体的把握を可能にするとともに、潜在的亀裂面の直接検出・確認を可能にする。なお、採取したコアについては、コア分析・室内力学試験・透水試験・潜在亀裂分析等を従来工法よりも高精度のデータを得ることが可能である。
【００８１】
ボアホールテレビサブシステム６００は、孔壁展開画像の連続記録・解析を行って、横坑内試験・スケッチに代わる地表からの機動的、経済的原位置試験を任意深度で実施する。なお、実施可能深度としてはＧＬ−１５００ｍ程度まで適用可能である。
【００８２】
鉛直ボーリング孔内のみならず、コントロールボーリングによる水平またはそれに近い傾斜角度のボーリング孔内で、ボアホールテレビサブシステム６００による連続記録・解析を実施しても良く、この操作を既設主要構造物直下の地盤岩盤中で実施することもでき、その際に定方位コア採取を実施することもできる。
［多要素データ統合サブシステム］
多要素データ統合サブシステム７００は、上記各サブシステム１００〜６００から得られたデータを多元三次元データとしてデータベース化し、三次元地質・水文データ（地下水流向流速・流跡線）として解析し、任意方向・断面の画像として表示する。
【００８３】
多要素データ統合サブシステム７００は、それらのデータについて三次元解析と画像化することにより、従来得難かったステップ状の地質構造の解析・画像化を可能にすることとともに、特定地層地下水の流向流速分布について解析・画像化を可能にする。多要素データ統合サブシステム７００は、各サブシステムから得られた各測定値等を総合し、それらを一括して三次元ないし（時系列を含めた）四次元的に解析し、画像処理することにより任意の断面〜三次元的・四次元的画像として表現する。
【００８４】
従来は各地層について二次元断面表示に留まるような測定法による地質・岩層・土質等の各種試験データ、室内試験データ並びにＳ波構造データとして得られていたので、夫々独立では伏在断層・すべり面・不整合面を的確に推定・確認することができず、専門家による各人個性的な解釈に基き画像化するに留まっていた。
【００８５】
しかし、多要素データ統合サブシステム７００では、Ｓ波構造探査サブシステム１００によって得られるＳ波構造データをデータベースに取込む。しかし、Ｓ波構造データのみでは、Ｓ波構造探査サブシステム１００の効率・精度向上にもかかわらず、探査法としての解像度限度と、補完的解析特性からスムージングがかかり、伏在断層・すべり面・不整合に関する鋭さや解像度に関し地質専門家の常識に合致しがたいところがある。
【００８６】
そこで、コア採取サブシステム２００による鉛直・斜掘併用ボーリングで採取されるコアの分析による土質岩相分析データを特徴とする伏在断層・すべり面・不整合に関する明確な測定データを、多要素データ統合サブシステム７００のデータベースに取込む。なお、コア採取サブシステム２００のみでは、地上からは伺い得ない鋭角な伏在断層・すべり面・不整合面に関する正確なデータ確認が可能となるが、走向傾斜は推定に留まる。
【００８７】
次いで、ボアホールテレビサブシステム６００において得られる鉛直・斜掘併用ボーリング孔内におけるボアホールテレビ（データの自動記録解析を行う）による各伏在断層・すべり面・不整合に関する走向傾斜に関する測定データを、多要素データ統合サブシステム７００のデータベースに取り込む。なお、ボアホールテレビサブシステム６００のみでは、特定地層の走向傾斜に関する情報を与えるが、水理・水文については推定に留まる。
【００８８】
さらに、ＪＦＴ測定サブシステム３００を用いて、鉛直・斜掘併用ボーリング孔内の特定注目亀裂・地層において多段パッカーを特徴とするＪＦＴ測定による湧水圧と透水係数測定値を三次元座標におけるデータセットを、多要素データ統合サブシステム７００のデータベースに取込む。なお、ＪＦＴ測定サブシステム３００のみでは、水理水文解析には不十分である。
【００８９】
多要素データ統合サブシステム７００は、各サブシステムから得られたデータについてそれぞれ、立体的な相互関係を多重平均手法により、スムージング加工することにより、コア採取における各ボーリング孔のデータと、Ｓ波構造の三次元データと、ボアホールテレビで得られるデータと、水文データとを重ね合わせて解析する。これによって、それぞれの手法の有する弱点（地層の鋭い変化は平均して表現してしまう）を相補うことから、伏在断層の検出に役立ち、コアの層理面からは走向のみで方位が分からず、偽層との区別判定が困難等の理由で、断定しがたかったすべり面等を（専門家による個性的解釈を避け）三次元画像として表現することにより、高い確実性とより現実に近い（解析計算結果との誤差が小さい）画像を得ることができる。
【００９０】
多要素データ統合サブシステム７００は、各サブシステムから得られるデーター群を再解析して、複数の直交または斜交する複数のデータ群として（望ましくは格子状の配列で）得ることにより、三次元空間座標（時間を入れれば四次元）に属する（異なる性格のデータを）データ群として有する総合的データベースを構築するものである。複数ボーリング孔で得られる間隙水圧と透水係数の三次元分布は、地下水の三次元的流向流速を与えるばかりか、流跡線あるいは流速分布として、他のデータとともに画像化して示すことが可能である。
【００９１】
主要構築物接地候補区域の絞込みのための通常の探査・工法による敷地内調査情報は有用であるばかりか、それらの情報を多要素データ統合サブシステム７００に取込むことによって、その解析精度がより一層高まる。なお、本発明は、従来型探査法や普通工法（清水掘）ボーリング・検層による敷地内調査データを排除するものではない。さらに本発明は、既存構造物の支持基盤直下の地質構造調査も可能である。
【００９２】
なお、従来の三次元画像化システムでは、独立した要素にかかるデータベースからは、それぞれデータ処理では、等価データを連続した等価曲面として解析し推測値に基いて表示するために補完しつつ計算機によりスムージング処理を行うので、内在的不連続面については、急激な変曲位置から（専門家と称する人間の介入によって）推定するに留まるので（丁度反射法Ｓ波構造解析において最終的には人間の解釈により、断層不整合面の推定が典型的な事例である）、画像を解釈する技術者の経験と解釈に頼るところが大であり、着目不整合については補助的に多数のボーリング（通常の「群列ボーリング）のような）調査を必要としていた（主要構築物の基盤調査では支持基盤を傷つけるのでそのような調査法は許されない）。
【００９３】
本発明に係る多要素データ統合サブシステム７００では、このような不確実性を低減することが出来る。すなわち、Ｓ波構造探査サブシステム１００のデータベースに、コア採取サブシステム２００の斜掘を特徴とするボーリング工法で得られたコアの分析データと、室内試験データから得られる層序・水理・水文に関係するデータと、ボーリング孔内におけるボアホールテレビサブシステム６００による観測・撮影のデータと、孔内検層、間水圧測定、原位置透水係数測定等の内の層序・水理・水文に関係するデータとから、地下水の特定地層中または総合的な流向流速の推定計算を行って、地下水の流向流速を解析する。
【００９４】
地下水の流向流速を解析する多要素データ統合サブシステム７００は、トレーサーを使用せず、しかも確実性の高い流向・流速情報とともに、流跡線の三次元表示、大規模施設建設に伴う揚水の環境影響評価等の事前解析とモニタリングデータに基づく対策立案に役立てることができる。
【００９５】
多要素データ統合サブシステム７００は、三次元データのデータベースを構築し、三次元画像化を行って、データを解析することにより、主要構築物の基盤以深に関する地質構造、特に断層、すべり面に関する具体的なデータが得られる。したがって、長期地盤安定性評価としての一次・二次圧密（クリープ特性）、断層・伏在すべり面情報（存在しないことの確認）に基く支持基盤（テルツァギー式による）信頼性評価が可能となる。
【００９６】
多要素データ統合サブシステム７００により、主要構築物基盤の地質構造、力学特性、耐震Ｓ波構造探査サブシステムとコア採取サブシステムとの配置設計データ、長期安定性評価が可能になると共に、開削（オープンカット）した後に、基盤面について専門家により全面的に地質調査が可能になる。この方法は、従来実施されてきた横坑調査では、坑道内の限られた空間で表面的にスケッチしていたが、開削された設置基盤面において実施可能であるので、優れた品質の情報と経済性向上を提供する。
【００９７】
また、室内試験を確認するための従来型横坑内せん断試験等についても、主要構築物設置位置の軽微な位置変更が容易であり、また構築された設置基盤面において実施可能であるので、情報取得と経済性向上が可能である。本発明の複合探査・調査・三次元画像化システムが経済性と機動性に優れていることから、従来実施を諦めていたような候補となる二地点間の比較（特に伏在断層・すべり面・長期安定性評価の面で）が可能になる。
【００９８】
なお、多要素データ統合サブシステム７００は、上述の探査・計測並びにオールコア採取・分析・試験結果に基く地盤・岩盤等の情報と、別途実施される原位置透水試験・水位観測等を併せて、多要素データ統合サブシステムにより立体的に表示すると、流向流速の解析等を行うこともできる。
【符号の説明】
【００９９】
１ 地質構造原位置調査システム
１００ Ｓ波構造探査サブシステム
２００ コア採取サブシステム
３００ ＪＦＴ測定サブシステム
４００ 孔底せん断強度測定サブシステム
５００ 孔内水平載荷試験サブシステム
６００ ボアホールテレビサブシステム
７００ 多要素データ統合サブシステム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地質構造調査システムであって、
レイリー波及び反射波を測定して、地質構造を探査する波構造探査サブシステムと、
懸濁気泡水を用いてボーリング孔を掘進して、ボーリング孔の形成とコアを採取するコア採取サブシステムと、
遮水型多重パッカーにより湧水圧試験（ＪＦＴ）を行って、地質の水質水文を測定するＪＦＴ測定サブシステムと、
前記懸濁気泡水により洗浄されたボーリング孔底で孔底せん断を行って、地質の強度を測定する孔底せん断強度測定サブシステムと、
前記ボーリング孔内で水平載荷試験を行う孔内水平載荷試験サブシステムと、
前記ボーリング孔内を撮影する孔内撮影サブシステムと、
前記各サブシステムで得られた多要素データを用いて、地質の三次元解析を行う多要素データ統合サブシステムと、から構成される地質構造調査システム。
【請求項２】
請求項１記載の地質構造調査システムにおいて、前記Ｓ波構造探査サブシステムは、前記レイリー波及び前記反射波を測定するために、地表に設定されたグリッドの各頂点に配置される複数のアレイを備える、地質構造調査システム。
【請求項３】
請求項２記載の地質構造調査システムにおいて、前記アレイは、所定の間隔で配置される複数の受信機から構成される、地質構造調査システム。
【請求項４】
請求項１記載の地質構造調査システムにおいて、前記コア採取サブシステムは、鉛直堀及び又は斜掘のコア採取装置を備える、地質構造調査システム。
【請求項５】
請求項１記載の地質構造調査システムにおいて、前記ＪＦＴ測定サブシステムの前記多段パッカーは、測定部位の上側に配置される上多段パッカーと、前記測定部位の下側に配置される下多段パッカーとから構成される、地質構造調査システム。
【請求項６】
請求項５記載の地質構造調査システムにおいて、前記上多段パッカー及び前記下多段パッカーは、複数のパッカーである、地質構造調査システム。
【請求項７】
請求項１記載の地質構造調査システムにおいて、前記孔底せん断強度測定サブシステムは、掘進にあたって先導し、せん断面を確実にする錐冠を有し、掘進時に前記コアを保持しつつ回転力を与えることにより前記コアを孔底からせん断するコア引き上げを確実にするためのコアリフターを備える、地質構造調査システム。
【請求項８】
請求項１記載の地質構造調査システムにおいて、前記孔内水平載荷試験サブシステムは、前記ボーリング孔内で送圧による圧力を測定する複数のセルと、接触したセルによるボーリング孔壁の変移を測定する複数の変移計とを備えることにより、多元的にボーリング孔壁の圧力及び変移を測定する、地質構造調査システム。
【請求項９】
請求項８記載の地質構造調査システムにおいて、前記孔内水平載荷試験サブシステムの前記複数のセルは、当該複数のセルを孔壁の変形に追従させるための変形追従具をそれぞれ備える、地質構造調査システム。
【請求項１０】
請求項８記載の地質構造調査システムにおいて、前記セルは、弾性を有し、互いに圧力が伝達されるような、地質構造調査システム。
【請求項１１】
請求項１記載の地質構造調査システムにおいて、前記多要素データ統合サブシステムは、前記各サブシステムで得られた前記多要素データを記録すると共に、前記多要素データ用いて三次元の画像として解析・表示する、地質構造調査システム。
【請求項１２】
地質構造調査方法であって、
レイリー波及び反射波を測定して、地質構造を探査するＳ波構造探査工程と、
懸濁気泡水を用いてボーリング孔を掘進して、コアを採取するコア採取工程と、
多重パッカーにより湧水圧試験（ＪＦＴ）を行って、水質水文を測定するＪＦＴ測定工程と、
前記懸濁気泡水により洗浄されたボーリング孔底で孔底せん断を行って、地質の強度を測定する孔底せん断強度測定工程と、
前記ボーリング孔内で水平載荷試験を行う孔内水平載荷試験工程と、
前記ボーリング孔内を撮影する孔内撮影工程と、
前記各工程で得られた多要素データを用いて、地層の三次元解析を行う多要素データ統合工程と、から構成される地質構造調査方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の地質構造調査方法において、前記S波構造探査工程は、前記レイリー波及び前記反射波を測定するために、地表に設定されたグリッドの各頂点に配置される複数のアレイを備える、地質構造調査方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の地質構造調査方法において、前記アレイは、所定の間隔で配置される複数の受信機から構成される、地質構造調査方法。
【請求項１５】
請求項１２記載の地質構造調査方法において、前記コア採取工程は、鉛直堀及び又は斜掘のコア採取装置を備える、地質構造調査方法。
【請求項１６】
請求項１２記載の地質構造調査方法において、前記ＪＦＴ測定工程の前記多段パッカーは、測定部位の上側に配置される上多段パッカーと、前記測定部位の下側に配置される下多段パッカーとから構成される、地質構造調査方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の地質構造調査方法において、前記上多段パッカー及び前記下多段パッカーは、複数のパッカーである、地質構造調査方法。
【請求項１８】
請求項１２記載の地質構造調査方法において、前記孔底せん断強度測定工程は、非掘進時に前記コアを保持しつつ回転・載荷することにより前記コアを孔底からせん断するコアキャッチャーを備えて引張強度を測定する、地質構造調査方法。
【請求項１９】
請求項１２記載の地質構造調査方法において、前記孔内水平載荷試験工程は、前記ボーリング孔内及び測定セル内の圧力を測定する複数のセルと、ボーリング孔壁の変位を測定する複数の変位計とを備えることにより、多元的にボーリング孔壁の圧力及び変位を測定する、地質構造調査方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の地質構造調査方法において、前記孔内水平載荷試験工程の前記複数のセルは、当該複数のセルを孔壁の変形に追従させるための変形追従具をそれぞれ備える、地質構造調査方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の地質構造調査方法において、前記位置保持具は、椀状で弾性を有し、前記セルの周囲に取り付けられる、地質構造調査方法。
【請求項２２】
請求項１２記載の地質構造調査方法において、前記多要素データ統合工程は、前記各工程で得られた前記多要素データを記録すると共に、前記多要素データ用いて三次元の画像として表示する、地質構造調査方法。
【請求項１】
地質構造調査システムであって、
レイリー波及び反射波を測定して、地質構造を探査する波構造探査サブシステムと、
懸濁気泡水を用いてボーリング孔を掘進して、ボーリング孔の形成とコアを採取するコア採取サブシステムと、
遮水型多重パッカーにより湧水圧試験（ＪＦＴ）を行って、地質の水質水文を測定するＪＦＴ測定サブシステムと、
前記懸濁気泡水により洗浄されたボーリング孔底で孔底せん断を行って、地質の強度を測定する孔底せん断強度測定サブシステムと、
前記ボーリング孔内で水平載荷試験を行う孔内水平載荷試験サブシステムと、
前記ボーリング孔内を撮影する孔内撮影サブシステムと、
前記各サブシステムで得られた多要素データを用いて、地質の三次元解析を行う多要素データ統合サブシステムと、から構成される地質構造調査システム。
【請求項２】
請求項１記載の地質構造調査システムにおいて、前記Ｓ波構造探査サブシステムは、前記レイリー波及び前記反射波を測定するために、地表に設定されたグリッドの各頂点に配置される複数のアレイを備える、地質構造調査システム。
【請求項３】
請求項２記載の地質構造調査システムにおいて、前記アレイは、所定の間隔で配置される複数の受信機から構成される、地質構造調査システム。
【請求項４】
請求項１記載の地質構造調査システムにおいて、前記コア採取サブシステムは、鉛直堀及び又は斜掘のコア採取装置を備える、地質構造調査システム。
【請求項５】
請求項１記載の地質構造調査システムにおいて、前記ＪＦＴ測定サブシステムの前記多段パッカーは、測定部位の上側に配置される上多段パッカーと、前記測定部位の下側に配置される下多段パッカーとから構成される、地質構造調査システム。
【請求項６】
請求項５記載の地質構造調査システムにおいて、前記上多段パッカー及び前記下多段パッカーは、複数のパッカーである、地質構造調査システム。
【請求項７】
請求項１記載の地質構造調査システムにおいて、前記孔底せん断強度測定サブシステムは、掘進にあたって先導し、せん断面を確実にする錐冠を有し、掘進時に前記コアを保持しつつ回転力を与えることにより前記コアを孔底からせん断するコア引き上げを確実にするためのコアリフターを備える、地質構造調査システム。
【請求項８】
請求項１記載の地質構造調査システムにおいて、前記孔内水平載荷試験サブシステムは、前記ボーリング孔内で送圧による圧力を測定する複数のセルと、接触したセルによるボーリング孔壁の変移を測定する複数の変移計とを備えることにより、多元的にボーリング孔壁の圧力及び変移を測定する、地質構造調査システム。
【請求項９】
請求項８記載の地質構造調査システムにおいて、前記孔内水平載荷試験サブシステムの前記複数のセルは、当該複数のセルを孔壁の変形に追従させるための変形追従具をそれぞれ備える、地質構造調査システム。
【請求項１０】
請求項８記載の地質構造調査システムにおいて、前記セルは、弾性を有し、互いに圧力が伝達されるような、地質構造調査システム。
【請求項１１】
請求項１記載の地質構造調査システムにおいて、前記多要素データ統合サブシステムは、前記各サブシステムで得られた前記多要素データを記録すると共に、前記多要素データ用いて三次元の画像として解析・表示する、地質構造調査システム。
【請求項１２】
地質構造調査方法であって、
レイリー波及び反射波を測定して、地質構造を探査するＳ波構造探査工程と、
懸濁気泡水を用いてボーリング孔を掘進して、コアを採取するコア採取工程と、
多重パッカーにより湧水圧試験（ＪＦＴ）を行って、水質水文を測定するＪＦＴ測定工程と、
前記懸濁気泡水により洗浄されたボーリング孔底で孔底せん断を行って、地質の強度を測定する孔底せん断強度測定工程と、
前記ボーリング孔内で水平載荷試験を行う孔内水平載荷試験工程と、
前記ボーリング孔内を撮影する孔内撮影工程と、
前記各工程で得られた多要素データを用いて、地層の三次元解析を行う多要素データ統合工程と、から構成される地質構造調査方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の地質構造調査方法において、前記S波構造探査工程は、前記レイリー波及び前記反射波を測定するために、地表に設定されたグリッドの各頂点に配置される複数のアレイを備える、地質構造調査方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の地質構造調査方法において、前記アレイは、所定の間隔で配置される複数の受信機から構成される、地質構造調査方法。
【請求項１５】
請求項１２記載の地質構造調査方法において、前記コア採取工程は、鉛直堀及び又は斜掘のコア採取装置を備える、地質構造調査方法。
【請求項１６】
請求項１２記載の地質構造調査方法において、前記ＪＦＴ測定工程の前記多段パッカーは、測定部位の上側に配置される上多段パッカーと、前記測定部位の下側に配置される下多段パッカーとから構成される、地質構造調査方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の地質構造調査方法において、前記上多段パッカー及び前記下多段パッカーは、複数のパッカーである、地質構造調査方法。
【請求項１８】
請求項１２記載の地質構造調査方法において、前記孔底せん断強度測定工程は、非掘進時に前記コアを保持しつつ回転・載荷することにより前記コアを孔底からせん断するコアキャッチャーを備えて引張強度を測定する、地質構造調査方法。
【請求項１９】
請求項１２記載の地質構造調査方法において、前記孔内水平載荷試験工程は、前記ボーリング孔内及び測定セル内の圧力を測定する複数のセルと、ボーリング孔壁の変位を測定する複数の変位計とを備えることにより、多元的にボーリング孔壁の圧力及び変位を測定する、地質構造調査方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の地質構造調査方法において、前記孔内水平載荷試験工程の前記複数のセルは、当該複数のセルを孔壁の変形に追従させるための変形追従具をそれぞれ備える、地質構造調査方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の地質構造調査方法において、前記位置保持具は、椀状で弾性を有し、前記セルの周囲に取り付けられる、地質構造調査方法。
【請求項２２】
請求項１２記載の地質構造調査方法において、前記多要素データ統合工程は、前記各工程で得られた前記多要素データを記録すると共に、前記多要素データ用いて三次元の画像として表示する、地質構造調査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２６６３４７（Ｐ２０１０−２６６３４７Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１８４０８（Ｐ２００９−１１８４０８）
【出願日】平成２１年５月１５日（２００９．５．１５）
【出願人】（５０５３７４７８３）独立行政法人 日本原子力研究開発機構 (727)
【出願人】（０００２１０９０８）中央開発株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１５日（２００９．５．１５）
【出願人】（５０５３７４７８３）独立行政法人 日本原子力研究開発機構 (727)
【出願人】（０００２１０９０８）中央開発株式会社 (25)
【Ｆターム（参考）】
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