電気検層方法および電気検層装置
【課題】地中の各深度において地盤の真の比抵抗を測定し、この測定値に基づいて地盤性状を評価することにより、正確な土質判定を行うとともに、比抵抗を測定するための電極の回路構成を簡易なものとする電気検層方法および電気検層装置を提供する。
【解決手段】本発明では、地盤比抵抗測定用電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄおよび間隙水比抵抗測定用電極７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ中に配置してこれら電極を電気的に接続するとともに、電源の極性を切替えることにより、いずれか一方の電極に電流が流れるよう回路を構成し、地盤のみかけの比抵抗および間隙水の比抵抗を算出し、これら比抵抗値に基づいて地盤の真の比抵抗を算出する。
【解決手段】本発明では、地盤比抵抗測定用電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄおよび間隙水比抵抗測定用電極７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ中に配置してこれら電極を電気的に接続するとともに、電源の極性を切替えることにより、いずれか一方の電極に電流が流れるよう回路を構成し、地盤のみかけの比抵抗および間隙水の比抵抗を算出し、これら比抵抗値に基づいて地盤の真の比抵抗を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に配置した複数の電極を電気的に接続して地盤の比抵抗を算出し、当該比抵抗値に基づいて地盤性状を判定する電気検層方法および電気検層装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電気検層は、貯油層や帯水層の検出などを目的として地下資源開発分野で古くから発展してきた。地盤工学分野においても、地層区分、地層対比および帯水層の判定を目的として広く普及している。そこで、当該電気検層を行う装置としては、特許文献１に示すものがある。この電気検層装置においては、中空円筒状のロッドの周面に複数の電極が設けてあり、これら電極からは信号線が延びている。これら信号線は束ねられロッドの内部を通して測定装置に接続されている。そして、この電極に電流を流し、その電流が流れた経路の電圧（電位差）を測定する。これら測定値からオームの法則により、比抵抗を算出する。この測定をボーリング孔内の各深度で行い、比抵抗の変動を読みとることにより、地層の区分あるいは対比が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２６８０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記地盤比抵抗測定センサでは、算出される地盤の比抵抗が、みかけの比抵抗であって、真の比抵抗ではない。これは、地盤の間隙水の比抵抗がイオン濃度、粘土鉱物等の影響により各深度で異なることが原因である。そのため、みかけの比抵抗に基づく地盤性状の判定では、判定結果の信頼性が低いものとなっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電気検層方法は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、地中に複数の電極を配置してこれらを電気的に接続し、当該電極に電流を流して電極間の電位差を測定可能に回路を構成することにより、地中の比抵抗を算出し、当該比抵抗に基づいて地盤性状を判定する電気検層方法において、地盤のみかけの比抵抗を測定する複数の地盤比抵抗測定用電極および地盤間隙水の比抵抗を測定する複数の間隙水比抵抗測定用電極を地中に配置してこれら電極を電気的に接続するとともに、電源の極性を切替えることにより、地盤比抵抗測定用電極あるいは間隙水比抵抗測定用電極のいずれか一方に電流が流れるよう回路を構成し、地盤比抵抗測定用電極により地盤のみかけの比抵抗を算出する一方、間隙水測定用電極により間隙水の比抵抗を算出し、地盤のみかけの比抵抗および間隙水の比抵抗に基づいて地盤の真の比抵抗を算出し、当該地盤の真の比抵抗に基づいて地盤性状を判定することを特徴とする。
【０００６】
本発明の電気検層装置も、上記課題に鑑みて創成されたものであり、複数の電極を備える計測ロッドを地中に挿入するとともに、これら電極を電気的に接続し、当該電極に電流を流して電極間の電位差を測定可能に回路を構成し、当該電極に電流を流して電極間の電位差を測定することにより、地中の比抵抗を算出し、当該比抵抗に基づいて地盤性状を判定する電気検層方法を行うための電気検層装置において、前記計測ロッドが地盤のみかけの比抵抗を測定する地盤比抵抗測定用電極および間隙水の比抵抗を測定する間隙水比抵抗測定用電極をそれぞれ複数備え、これら電極を電気的に接続するとともに、電源の極性を切替えることにより、地盤比抵抗測定用電極あるいは間隙水比抵抗測定用電極のいずれか一方に電流が流れるよう回路を構成し、地盤比抵抗測定用電極により地盤のみかけの比抵抗を算出する一方、間隙水測定用電極により間隙水の比抵抗を算出し、地盤のみかけの比抵抗および間隙水の比抵抗に基づいて地盤の真の比抵抗を算出し、当該地盤の真の比抵抗に基づいて地盤性状を判定するよう構成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、前記計測ロッドの間隙水比抵抗測定用電極がフィルタで覆われ、当該フィルタに吸収された間隙水の比抵抗を測定するよう構成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電気検層方法および電気検層装置によれば、地盤比抵抗測定用電極および間隙水比抵抗測定用電極により、地盤のみかけの比抵抗値および間隙水の比抵抗値をそれぞれ測定し、これに基づいて地盤の真の比抵抗を算出する。そのため、当該地盤の真の比抵抗値に基づいて地盤性状を判定することができ、地盤性状を正確かつ多角的に評価することが可能となる。そればかりか、電源の極性を切替えることにより、地盤比抵抗測定用電極あるいは間隙水比抵抗測定用電極のいずれか一方に電流が流れるよう回路が構成されている。これにより、電流値および電位差の測定において、それぞれの電極に電流計および電圧計を接続する必要がなくなり、電流計および電圧計を共用することが可能となる。そのため、部品点数が減少し、コスト面において優れたものとなる。
【０００９】
また、間隙水比抵抗測定用電極は、フィルタで覆われている。これにより、当該フィルタに地盤間隙水が吸収される。そのため、簡易な構成で、間隙水だけの比抵抗を測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る電気検層装置を示す全体図である。
【図２】本発明に係る電気検層装置において計測ロッドのロッド本体を示す拡大断面図である。
【図３】本発明に係る電気検層装置において計測ロッドのロッド本体の要部を示す一部切欠拡大断面図である。
【図４】本発明に係る電気検層装置において計測ロッドの延長用ロッドを示す一部切欠拡大断面図である。
【図５】本発明に係る電気検層装置において計測ロッドのロータリコネクタを示す一部切欠拡大断面図である。
【図６】本発明に係る電気検層装置において計測ロッドの打撃ブロックを示す一部切欠拡大断面図である。
【図７】本発明に係る建機検層装置において計測ロッドの地盤比抵抗測定用電極および間隙水比抵抗測定用電極の回路構成を示す図であり、（ａ）および（ｂ）では、電源の極性が異なる。
【図８】従来技術を用いた場合における計測ロッドの地盤比抵抗測定用電極および間隙水比抵抗測定用電極の回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１は電気検層装置であり、地中に貫入して比抵抗を測定するための計測ロッド１’と、この計測ロッド１’による検出値に基づいて地盤の比抵抗値を算出するとともに、当該比抵抗値に基づいて地盤性状を判定する測定装置４０とから構成されている。
【００１２】
前記計測ロッド１’は、中空状のロッド本体２と、必要に応じてこのロッド本体２の後端に取付けられる延長用ロッド３とを備えている。また、ロッド本体２の先端にはスタッドボルト４を介してスクリューポイント５が取付けられており、これにより、計測ロッド１’は標準貫入試験機（図示せず）に取付られて地中に貫入するように構成されている。
【００１３】
図２および図３に示すように、前記ロッド本体２には絶縁カラー１０が外装させてあり、この絶縁カラー１０には２つの地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂと、その間には２つの地盤比抵抗測定用電位電極６ｃ，６ｄとが検出面を外周に露出させるようにして取付けられている。なお、特許請求の範囲に記載の地盤比抵抗測定用電極は、これら地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂおよび地盤比抵抗測定用電位電極６ｃ，６ｄを総称したものである。
【００１４】
また、前記ロッド本体２には２つの間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂと、その間には２つの間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄとが取付けられている。さらに、これら電極７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの表面を覆うようにしてフィルタ８が密着させてあり、このフィルタ８は地盤に含まれる間隙水を吸収するように構成されている。そして、間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂと、間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄとが、間隙水を含むフィルタ８の比抵抗を測定して、間隙水の比抵抗を算出するように構成されている。なお、特許請求の範囲に記載の間隙水比抵抗測定用電極は、これら間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄを総称したものである。
【００１５】
また、前記間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄは、絶縁性のホルダ９によって保持され、かつ近傍の導通性部材までの距離よりも十分に小さな間隔をおいて配置されている。これにより、間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄで測定される電位差は近傍の導通性部材の影響を受けることなく、所望の測定値を得ることができる。
【００１６】
前記ロッド本体２は中空状を成している。このロッド本体２の後端には４極端子の雌コネクタ部１１が取付けられており、ロッド本体２の中空穴２ａに当該雌コネクタ部１１の係合片１１ａを挿入して固定されている。ここで、前記地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂおよび前記地盤比抵抗測定用電位６ｃ，６ｄからは、信号線１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄが延びており、一方前記間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄからは、信号線２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが延びている。そして、これら合計８本の信号線１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、４本の信号線２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄとなるよう結合されている。これにより、４極端子の雌コネクタ部１１に接続可能となり、前記地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂおよび前記地盤比抵抗測定用電位６ｃ，６ｄ、ならびに前記間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄの検出信号を伝送するように構成されている。
【００１７】
また、ロッド本体２の後端には雄ねじ部１２が形成されており、前記延長用ロッド３と螺合接続するように構成されている。図４に示すように、前記延長用ロッド３は、外管１３と、この外管１３に挿入される内管１６とによる二重構造を成している。外管１３には、その先端に前記ロッド本体２の雄ねじ部１２に螺合可能な雌ねじ部１４が形成されており、一方後端にはロッド本体２の雄ねじ部１２と構成を同じくする雄ねじ部１５が形成されている。また、内管１６は、その先端に前記ロッド本体２の雌コネクタ部１１に接続可能な雄コネクタ部１７を有しており、後端には当該ロッド本体２の雌コネクタ部１１と構成を同じくする雌コネクタ部１８を有している。そして、内管１６の雄コネクタ部１７と雌コネクタ部１８とは、内管１６の内部に通された４本の信号線２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄで接続されており、雌コネクタ部１１へ伝送された検出信号を雄コネクタ部１７から雌コネクタ部１８へ伝送するように構成されている。なお、当該雄コネクタ部１７と雌コネクタ部１８とを接続する４本の信号線と、各電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと雌コネクタ部１１とを接続する４本の信号線とは、連続しておらず分離するものであるが、本数および機能を同じくするものであるから、便宜上、同様の部品番号を付して説明する。
【００１８】
また、雌コネクタ部１１，１８は、ロッド本体２の中空穴２ａの内径および外管１３の貫通穴１３ａの内径よりも大きな外径を成している。従って、外管１３および内管１６は全長を同じくするものであるが、内管１６の挿入時には、雌コネクタ部１８が外管１３の後端から露出するように位置する。つまり、延長用ロッド３の後端部は、前記ロッド本体２の後端部と同様の構成である。
【００１９】
また、前記延長用ロッド３の外管１３の外周には長手方向に延びる長溝１３ｂが形成されており、例えば特許４２８７７０４号公報に示される貫入試験機のロッドチャックに取付けることができる。
【００２０】
図１および図５に示すように、前記延長用ロッド３の内管１６の雌コネクタ部１８にはロータリコネクタ２２が接続されている。さらに、このロータリコネクタ２２には前記信号線２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄと構成を同じくする４本の信号線（図示せず）を内包するケーブル２３が接続されている。ロータリコネクタ２２は回転側（延長用ロッド側）と固定側（ケーブル側）との間における検出信号の伝送を行う電気部品である。これにより、各コネクタ部１１，１７，１８を介して伝送される検出信号はケーブル２３を介して測定装置４０へ伝送される。
【００２１】
前記測定装置４０は、電流計および電圧計を内蔵しており、当該電流計には信号線２１ａ，２１ｂが接続され、当該電圧計には信号線２１ｃ，２１ｄが接続されている。
【００２２】
図７（ａ）には回路図が示されており、地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂおよび地盤比抵抗測定用電位電極６ｃ，６ｄと、間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄとを前記信号線１９ａ，１９，１９ｃ，１９ｄ，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄで電気的に接続した回路構成が示されている。ここで、電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ間には土が存在し、これを地盤の抵抗としてＲｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３とする。一方、電極７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ間には間隙水を吸収したフィルタ８が存在し、この抵抗をＲｗ１，Ｒｗ２，Ｒｗ３とする。なお、これら地盤の比抵抗Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３は全て等しいものとし、間隙水を含むフィルタの抵抗Ｒｗ１，Ｒｗ２，Ｒｗ３も全て等しいものとする。
【００２３】
また、地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂおよび地盤比抵抗測定用電位電極６ｃ，６ｄは電気的に直列に接続される一方、間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄにおいても電気的に直列に接続されている。さらに、これら電極列６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄおよび電極列７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを電気的に並列接続して回路が構成されている。その上、図７（ａ）において、電極列６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの下流および電極列７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの上流にはダイオードＤ１，Ｄ２が配置されており、電極列６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄには電流が流れ、電極列７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄには電流が流れないように構成されている。一方、図７（ｂ）に示すように、測定装置４０に内蔵された電源の極性を切替えることにより、電極列６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄには電流が流れ、電極列７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄには電流が流れないように構成されている。このように電源の極性を切替えることにより、電極例６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを流れる電流値Ｉｚ、および電極列７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを流れる電流値Ｉｗを電流計で測定するよう構成されている。しかも、地盤比抵抗測定用電位電極６ｃ，６ｄ間には電圧計が並列接続され、かつ各電極と電圧計とを結ぶ経路上にはダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４も配置されている。これにより、電極列６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄあるいは電極列７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを流れる電流が対向する電極列へ流れ込まないように構成されている。そのため、図７（ａ）に示すように電極列６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに電流が流れる場合には、電極間６ｃ，６ｄの電位差Ｖｚを測定することができる一方、図７（ｂ）に示すように電源の極性を切替えて、電極列７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに電流が流れる場合には、電極間７ｃ，７ｄの電位差Ｖｗを測定することができる。
【００２４】
前述のように、前記ロッド本体２を地中に貫入し、図７（ａ）に示す電源極性の下で電極列６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄへ電流を流すと、抵抗Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３を流れる電流Ｉｚが電流計により測定されるとともに、電圧計により電極６ｃ，６ｄ間の電位差Vｚが測定される。これら電位差Vｚおよび電流値Iｚから、地盤の比抵抗ρｚが、ρｚ＝Ｖｚ／Ｉｚ×αにより求まる。ここで、αは各電極間の距離L、並びにロッド形状に応じて分布する電界の特性に基づいて定められた補正係数である。
【００２５】
続いて、図７（ｂ）に示す電源極性の下で電極列７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄへ電流を流すと、抵抗Ｒｗ１，Ｒｗ２，Ｒｗ３を流れる電流Ｉｗが電流計により測定されるとともに、電圧計により電極７ｃ，７ｄ間の電位差Vｗが測定される。これら電位差Vｗおよび電流値Iｗから、間隙水を含むフィルタの比抵抗ρ’ｗが、ρ’ｗ＝Ｖｗ／Ｉｗ×βにより求まる。ここで、βは各電極間の距離L’、並びにロッド形状に応じて分布する電界の特性に基づいて定められた補正係数である。ここで、フィルタ８に吸収された間隙水だけの比抵抗ρｗを求めるべく、フィルタ８の固有特性（材質、空間率および孔径）に基づいて定められた補正係数χを用いて、間隙水だけの比抵抗ρｗが、ρｗ＝ρ’ｗ×χにより求まる。
【００２６】
以下、本発明の電気検層装置１の使用方法を説明する。まず、ロッド本体２に延長用ロッド３を１本接続した状態の計測ロッド１’を、前述の方法で貫入試験機に装着するとともに、当該延長用ロッド３の雌コネクタ部１８にロータリコネクタ２２を接続する。そして、貫入試験機を作動させて計測ロッド１’を所定の深度まで回転貫入する。このとき、ロッド本体２、延長用ロッド３の外管１３および内管１６は、一体に回転する。さらに深い位置まで計測ロッド１’を貫入させるには、延長用ロッド３を継ぎ足す。
【００２７】
ここで、延長用ロッド３を継ぎ足す方法を図４に沿って説明する。なお、図４は、ロッド本体２と延長用ロッド３の接続を示す図であるが、ロッド本体２の後端部は延長用ロッド３の後端部と構成を同じくするものである。従って、便宜上、以下の説明においては、ロッド本体２の後端部を延長用ロッド３の後端部と仮定して説明する。まず、ロータリコネクタ２２を取り外してから、１本目の延長用ロッド３の外管１３の雄ねじ部１５に、次の延長用ロッド３の外管１３の雌ねじ部１４を螺合接続する。次に、当該外管１３に内管１６を挿入して、その雄コネクタ部１７を１本目の延長用ロッド３の内管１６の雌コネクタ部１８に挿入して接続する。最後に、最後尾の延長用ロッド３の内管１６の雌コネクタ部１８にロータリコネクタ２２を接続して、継ぎ足し作業は終了する。このように延長用ロッド３を順次継ぎ足すことにより、計測ロッド１’は所望の深度まで貫入する。
【００２８】
また、本発明の計測ロッド１’においては、回転貫入中、先端が岩に接触すると、延長用ロッド３の外管１３に応力が集中して折れてしまう場合がある。そこで、雌コネクタ部１８の外径が内管１６の貫通穴１６ａの内径よりも小さく形成されている。これにより、計測ロッド１’を引き上げるとき、外管１３の後端と雌コネクタ部１８が係合するため、破断部位よりも上方に連結されている内管１６の全てを、地中に残すことなく確実に回収することができる。
【００２９】
さらに、貫入中、先端が岩に接触したとき、作業効率の観点から、計測ロッド１’の後端に打撃を加えて岩を粉砕し、試験を続行する場合がある。そこで、打撃を加える場合、図６に示すように、ロータリコネクタ２２を取り外し、外管１３の雄ねじ部１５には打撃用ブロック２４が取付けられる。この打撃用ブロック２４をハンマ（図示せず）で打撃することにより、岩を粉砕して試験を続行することができる。
【００３０】
電気検層装置１によれば、各深度において地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂおよび地盤比抵抗測定用電位電極６ｃ，６ｄにより地盤の比抵抗、並びに間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄにより当該各深度における地盤の間隙水の比抵抗を試験データとして得る。ただし、地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂおよび地盤比抵抗測定用電位電極６ｃ，６ｄにより検出される地盤の比抵抗は、間隙水の影響を含むみかけの比抵抗であり、地盤の真の比抵抗ではない。そこで、当該みかけの比抵抗と、間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄにより検出される間隙水の比抵抗との相関から、地盤の真の比抵抗を算出する。これにより、地盤の真の比抵抗が大きければ地盤の空間率は小さく、自沈の可能性が低い安全な地盤であり、一方当該比抵抗が小さければ空間率が大きく、自沈の可能性が高い危険な地盤であるとして、自沈地盤調査を行うことができる。
【００３１】
また、本発明の電気検層装置１では、さらに詳細な地盤性状の解析も可能である。その内容は、前述の方法により算出された真の比抵抗および間隙水の比抵抗から、地盤比抵抗係数（真の比抵抗／間隙水の比抵抗）を求めるものであり、この地盤比抵抗係数により、地盤の間隙率や水分飽和率などを各深度において、具体的かつ定量的に解析することが可能となる。
【００３２】
さらに、本発明の電気検層装置１では、ロッドの貫入量に基づくＮ値による標準貫入試験とは異なる観点から、自沈地盤調査を含めて地盤性状を調査することができるばかりか、当該Ｎ値とを併せて地盤性状を解析することにより、より多角的な評価を行うことが可能となる。
【００３３】
ところで、図８は、地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂおよび地盤比抵抗測定用電位電極６ｃ，６ｄ、ならびに間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄから延びる信号線１９ａ，１９，１９ｃ，１９ｄおよび２０ａ，２０，２０ｃ，２０ｄを結合せずに、それぞれの電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄおよび電極７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの電流および電位差を測定する場合に想定される回路構成である。この図８に示す回路構成では、８本の信号線１９ａ，１９，１９ｃ，１９ｄおよび２０ａ，２０，２０ｃ，２０ｄを測定装置４０に接続しなけれならず、４極端子の雌コネクタ部１１，１８を用いることができない。そればかりか、電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄおよび電極７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに対してそれぞれに電流計および電圧計を設ける必要があり、コスト面において問題がある。これに対して、本発明の電気検層装置１では、電極から延びる８本の信号線１９ａ，１９，１９ｃ，１９ｄおよび２０ａ，２０，２０ｃ，２０ｄが４本の信号線２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄとなるよう結合されて回路が構成されている。そのため、測定装置４０に内蔵された回路電源の極性を切替えることにより、電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄあるいは電極７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄのいずれか一方に電流が流れるよう回路が構成されている。これにより、電流値および電位差の測定において、それぞれの電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄおよび電極７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに電流計および電圧計を接続する必要がなくなり、電流計および電圧計を共用することが可能となる。
【符号の説明】
【００３４】
１ 電気検層装置
１’計測ロッド
２ ロッド本体
２ａ 中空穴
３ 延長用ロッド
４ スタッドボルト
５ スクリューポイント
６ａ，６ｂ 地盤比抵抗測定用電流電極
６ｃ，６ｄ 地盤比抵抗測定用電位電極
７ａ，７ｂ 間隙水比抵抗測定用電流電極
７ｃ，７ｄ 間隙水比抵抗測定用電位電極
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６ ダイオード
８ フィルタ
９ ホルダ
１０ 絶縁カラー
１１ 雌コネクタ部
１１ａ 係合片
１２ 雄ねじ部
１３ 外管
１３ａ 貫通穴
１３ｂ 長溝
１４ 雌ねじ部
１５ 雄ねじ部
１６ 内管
１６ａ 貫通穴
１７ 雄コネクタ部
１８ 雌コネクタ部
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ 信号線
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 信号線
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ 信号線
２２ ロータリコネクタ
２３ ケーブル
２４ 打撃用ブロック
４０ 測定装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に配置した複数の電極を電気的に接続して地盤の比抵抗を算出し、当該比抵抗値に基づいて地盤性状を判定する電気検層方法および電気検層装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電気検層は、貯油層や帯水層の検出などを目的として地下資源開発分野で古くから発展してきた。地盤工学分野においても、地層区分、地層対比および帯水層の判定を目的として広く普及している。そこで、当該電気検層を行う装置としては、特許文献１に示すものがある。この電気検層装置においては、中空円筒状のロッドの周面に複数の電極が設けてあり、これら電極からは信号線が延びている。これら信号線は束ねられロッドの内部を通して測定装置に接続されている。そして、この電極に電流を流し、その電流が流れた経路の電圧（電位差）を測定する。これら測定値からオームの法則により、比抵抗を算出する。この測定をボーリング孔内の各深度で行い、比抵抗の変動を読みとることにより、地層の区分あるいは対比が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２６８０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記地盤比抵抗測定センサでは、算出される地盤の比抵抗が、みかけの比抵抗であって、真の比抵抗ではない。これは、地盤の間隙水の比抵抗がイオン濃度、粘土鉱物等の影響により各深度で異なることが原因である。そのため、みかけの比抵抗に基づく地盤性状の判定では、判定結果の信頼性が低いものとなっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電気検層方法は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、地中に複数の電極を配置してこれらを電気的に接続し、当該電極に電流を流して電極間の電位差を測定可能に回路を構成することにより、地中の比抵抗を算出し、当該比抵抗に基づいて地盤性状を判定する電気検層方法において、地盤のみかけの比抵抗を測定する複数の地盤比抵抗測定用電極および地盤間隙水の比抵抗を測定する複数の間隙水比抵抗測定用電極を地中に配置してこれら電極を電気的に接続するとともに、電源の極性を切替えることにより、地盤比抵抗測定用電極あるいは間隙水比抵抗測定用電極のいずれか一方に電流が流れるよう回路を構成し、地盤比抵抗測定用電極により地盤のみかけの比抵抗を算出する一方、間隙水測定用電極により間隙水の比抵抗を算出し、地盤のみかけの比抵抗および間隙水の比抵抗に基づいて地盤の真の比抵抗を算出し、当該地盤の真の比抵抗に基づいて地盤性状を判定することを特徴とする。
【０００６】
本発明の電気検層装置も、上記課題に鑑みて創成されたものであり、複数の電極を備える計測ロッドを地中に挿入するとともに、これら電極を電気的に接続し、当該電極に電流を流して電極間の電位差を測定可能に回路を構成し、当該電極に電流を流して電極間の電位差を測定することにより、地中の比抵抗を算出し、当該比抵抗に基づいて地盤性状を判定する電気検層方法を行うための電気検層装置において、前記計測ロッドが地盤のみかけの比抵抗を測定する地盤比抵抗測定用電極および間隙水の比抵抗を測定する間隙水比抵抗測定用電極をそれぞれ複数備え、これら電極を電気的に接続するとともに、電源の極性を切替えることにより、地盤比抵抗測定用電極あるいは間隙水比抵抗測定用電極のいずれか一方に電流が流れるよう回路を構成し、地盤比抵抗測定用電極により地盤のみかけの比抵抗を算出する一方、間隙水測定用電極により間隙水の比抵抗を算出し、地盤のみかけの比抵抗および間隙水の比抵抗に基づいて地盤の真の比抵抗を算出し、当該地盤の真の比抵抗に基づいて地盤性状を判定するよう構成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、前記計測ロッドの間隙水比抵抗測定用電極がフィルタで覆われ、当該フィルタに吸収された間隙水の比抵抗を測定するよう構成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電気検層方法および電気検層装置によれば、地盤比抵抗測定用電極および間隙水比抵抗測定用電極により、地盤のみかけの比抵抗値および間隙水の比抵抗値をそれぞれ測定し、これに基づいて地盤の真の比抵抗を算出する。そのため、当該地盤の真の比抵抗値に基づいて地盤性状を判定することができ、地盤性状を正確かつ多角的に評価することが可能となる。そればかりか、電源の極性を切替えることにより、地盤比抵抗測定用電極あるいは間隙水比抵抗測定用電極のいずれか一方に電流が流れるよう回路が構成されている。これにより、電流値および電位差の測定において、それぞれの電極に電流計および電圧計を接続する必要がなくなり、電流計および電圧計を共用することが可能となる。そのため、部品点数が減少し、コスト面において優れたものとなる。
【０００９】
また、間隙水比抵抗測定用電極は、フィルタで覆われている。これにより、当該フィルタに地盤間隙水が吸収される。そのため、簡易な構成で、間隙水だけの比抵抗を測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る電気検層装置を示す全体図である。
【図２】本発明に係る電気検層装置において計測ロッドのロッド本体を示す拡大断面図である。
【図３】本発明に係る電気検層装置において計測ロッドのロッド本体の要部を示す一部切欠拡大断面図である。
【図４】本発明に係る電気検層装置において計測ロッドの延長用ロッドを示す一部切欠拡大断面図である。
【図５】本発明に係る電気検層装置において計測ロッドのロータリコネクタを示す一部切欠拡大断面図である。
【図６】本発明に係る電気検層装置において計測ロッドの打撃ブロックを示す一部切欠拡大断面図である。
【図７】本発明に係る建機検層装置において計測ロッドの地盤比抵抗測定用電極および間隙水比抵抗測定用電極の回路構成を示す図であり、（ａ）および（ｂ）では、電源の極性が異なる。
【図８】従来技術を用いた場合における計測ロッドの地盤比抵抗測定用電極および間隙水比抵抗測定用電極の回路構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１は電気検層装置であり、地中に貫入して比抵抗を測定するための計測ロッド１’と、この計測ロッド１’による検出値に基づいて地盤の比抵抗値を算出するとともに、当該比抵抗値に基づいて地盤性状を判定する測定装置４０とから構成されている。
【００１２】
前記計測ロッド１’は、中空状のロッド本体２と、必要に応じてこのロッド本体２の後端に取付けられる延長用ロッド３とを備えている。また、ロッド本体２の先端にはスタッドボルト４を介してスクリューポイント５が取付けられており、これにより、計測ロッド１’は標準貫入試験機（図示せず）に取付られて地中に貫入するように構成されている。
【００１３】
図２および図３に示すように、前記ロッド本体２には絶縁カラー１０が外装させてあり、この絶縁カラー１０には２つの地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂと、その間には２つの地盤比抵抗測定用電位電極６ｃ，６ｄとが検出面を外周に露出させるようにして取付けられている。なお、特許請求の範囲に記載の地盤比抵抗測定用電極は、これら地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂおよび地盤比抵抗測定用電位電極６ｃ，６ｄを総称したものである。
【００１４】
また、前記ロッド本体２には２つの間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂと、その間には２つの間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄとが取付けられている。さらに、これら電極７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの表面を覆うようにしてフィルタ８が密着させてあり、このフィルタ８は地盤に含まれる間隙水を吸収するように構成されている。そして、間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂと、間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄとが、間隙水を含むフィルタ８の比抵抗を測定して、間隙水の比抵抗を算出するように構成されている。なお、特許請求の範囲に記載の間隙水比抵抗測定用電極は、これら間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄを総称したものである。
【００１５】
また、前記間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄは、絶縁性のホルダ９によって保持され、かつ近傍の導通性部材までの距離よりも十分に小さな間隔をおいて配置されている。これにより、間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄで測定される電位差は近傍の導通性部材の影響を受けることなく、所望の測定値を得ることができる。
【００１６】
前記ロッド本体２は中空状を成している。このロッド本体２の後端には４極端子の雌コネクタ部１１が取付けられており、ロッド本体２の中空穴２ａに当該雌コネクタ部１１の係合片１１ａを挿入して固定されている。ここで、前記地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂおよび前記地盤比抵抗測定用電位６ｃ，６ｄからは、信号線１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄが延びており、一方前記間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄからは、信号線２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが延びている。そして、これら合計８本の信号線１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、４本の信号線２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄとなるよう結合されている。これにより、４極端子の雌コネクタ部１１に接続可能となり、前記地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂおよび前記地盤比抵抗測定用電位６ｃ，６ｄ、ならびに前記間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄの検出信号を伝送するように構成されている。
【００１７】
また、ロッド本体２の後端には雄ねじ部１２が形成されており、前記延長用ロッド３と螺合接続するように構成されている。図４に示すように、前記延長用ロッド３は、外管１３と、この外管１３に挿入される内管１６とによる二重構造を成している。外管１３には、その先端に前記ロッド本体２の雄ねじ部１２に螺合可能な雌ねじ部１４が形成されており、一方後端にはロッド本体２の雄ねじ部１２と構成を同じくする雄ねじ部１５が形成されている。また、内管１６は、その先端に前記ロッド本体２の雌コネクタ部１１に接続可能な雄コネクタ部１７を有しており、後端には当該ロッド本体２の雌コネクタ部１１と構成を同じくする雌コネクタ部１８を有している。そして、内管１６の雄コネクタ部１７と雌コネクタ部１８とは、内管１６の内部に通された４本の信号線２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄで接続されており、雌コネクタ部１１へ伝送された検出信号を雄コネクタ部１７から雌コネクタ部１８へ伝送するように構成されている。なお、当該雄コネクタ部１７と雌コネクタ部１８とを接続する４本の信号線と、各電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと雌コネクタ部１１とを接続する４本の信号線とは、連続しておらず分離するものであるが、本数および機能を同じくするものであるから、便宜上、同様の部品番号を付して説明する。
【００１８】
また、雌コネクタ部１１，１８は、ロッド本体２の中空穴２ａの内径および外管１３の貫通穴１３ａの内径よりも大きな外径を成している。従って、外管１３および内管１６は全長を同じくするものであるが、内管１６の挿入時には、雌コネクタ部１８が外管１３の後端から露出するように位置する。つまり、延長用ロッド３の後端部は、前記ロッド本体２の後端部と同様の構成である。
【００１９】
また、前記延長用ロッド３の外管１３の外周には長手方向に延びる長溝１３ｂが形成されており、例えば特許４２８７７０４号公報に示される貫入試験機のロッドチャックに取付けることができる。
【００２０】
図１および図５に示すように、前記延長用ロッド３の内管１６の雌コネクタ部１８にはロータリコネクタ２２が接続されている。さらに、このロータリコネクタ２２には前記信号線２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄと構成を同じくする４本の信号線（図示せず）を内包するケーブル２３が接続されている。ロータリコネクタ２２は回転側（延長用ロッド側）と固定側（ケーブル側）との間における検出信号の伝送を行う電気部品である。これにより、各コネクタ部１１，１７，１８を介して伝送される検出信号はケーブル２３を介して測定装置４０へ伝送される。
【００２１】
前記測定装置４０は、電流計および電圧計を内蔵しており、当該電流計には信号線２１ａ，２１ｂが接続され、当該電圧計には信号線２１ｃ，２１ｄが接続されている。
【００２２】
図７（ａ）には回路図が示されており、地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂおよび地盤比抵抗測定用電位電極６ｃ，６ｄと、間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄとを前記信号線１９ａ，１９，１９ｃ，１９ｄ，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄで電気的に接続した回路構成が示されている。ここで、電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ間には土が存在し、これを地盤の抵抗としてＲｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３とする。一方、電極７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ間には間隙水を吸収したフィルタ８が存在し、この抵抗をＲｗ１，Ｒｗ２，Ｒｗ３とする。なお、これら地盤の比抵抗Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３は全て等しいものとし、間隙水を含むフィルタの抵抗Ｒｗ１，Ｒｗ２，Ｒｗ３も全て等しいものとする。
【００２３】
また、地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂおよび地盤比抵抗測定用電位電極６ｃ，６ｄは電気的に直列に接続される一方、間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄにおいても電気的に直列に接続されている。さらに、これら電極列６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄおよび電極列７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを電気的に並列接続して回路が構成されている。その上、図７（ａ）において、電極列６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄの下流および電極列７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの上流にはダイオードＤ１，Ｄ２が配置されており、電極列６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄには電流が流れ、電極列７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄには電流が流れないように構成されている。一方、図７（ｂ）に示すように、測定装置４０に内蔵された電源の極性を切替えることにより、電極列６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄには電流が流れ、電極列７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄには電流が流れないように構成されている。このように電源の極性を切替えることにより、電極例６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを流れる電流値Ｉｚ、および電極列７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを流れる電流値Ｉｗを電流計で測定するよう構成されている。しかも、地盤比抵抗測定用電位電極６ｃ，６ｄ間には電圧計が並列接続され、かつ各電極と電圧計とを結ぶ経路上にはダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４も配置されている。これにより、電極列６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄあるいは電極列７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを流れる電流が対向する電極列へ流れ込まないように構成されている。そのため、図７（ａ）に示すように電極列６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに電流が流れる場合には、電極間６ｃ，６ｄの電位差Ｖｚを測定することができる一方、図７（ｂ）に示すように電源の極性を切替えて、電極列７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに電流が流れる場合には、電極間７ｃ，７ｄの電位差Ｖｗを測定することができる。
【００２４】
前述のように、前記ロッド本体２を地中に貫入し、図７（ａ）に示す電源極性の下で電極列６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄへ電流を流すと、抵抗Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３を流れる電流Ｉｚが電流計により測定されるとともに、電圧計により電極６ｃ，６ｄ間の電位差Vｚが測定される。これら電位差Vｚおよび電流値Iｚから、地盤の比抵抗ρｚが、ρｚ＝Ｖｚ／Ｉｚ×αにより求まる。ここで、αは各電極間の距離L、並びにロッド形状に応じて分布する電界の特性に基づいて定められた補正係数である。
【００２５】
続いて、図７（ｂ）に示す電源極性の下で電極列７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄへ電流を流すと、抵抗Ｒｗ１，Ｒｗ２，Ｒｗ３を流れる電流Ｉｗが電流計により測定されるとともに、電圧計により電極７ｃ，７ｄ間の電位差Vｗが測定される。これら電位差Vｗおよび電流値Iｗから、間隙水を含むフィルタの比抵抗ρ’ｗが、ρ’ｗ＝Ｖｗ／Ｉｗ×βにより求まる。ここで、βは各電極間の距離L’、並びにロッド形状に応じて分布する電界の特性に基づいて定められた補正係数である。ここで、フィルタ８に吸収された間隙水だけの比抵抗ρｗを求めるべく、フィルタ８の固有特性（材質、空間率および孔径）に基づいて定められた補正係数χを用いて、間隙水だけの比抵抗ρｗが、ρｗ＝ρ’ｗ×χにより求まる。
【００２６】
以下、本発明の電気検層装置１の使用方法を説明する。まず、ロッド本体２に延長用ロッド３を１本接続した状態の計測ロッド１’を、前述の方法で貫入試験機に装着するとともに、当該延長用ロッド３の雌コネクタ部１８にロータリコネクタ２２を接続する。そして、貫入試験機を作動させて計測ロッド１’を所定の深度まで回転貫入する。このとき、ロッド本体２、延長用ロッド３の外管１３および内管１６は、一体に回転する。さらに深い位置まで計測ロッド１’を貫入させるには、延長用ロッド３を継ぎ足す。
【００２７】
ここで、延長用ロッド３を継ぎ足す方法を図４に沿って説明する。なお、図４は、ロッド本体２と延長用ロッド３の接続を示す図であるが、ロッド本体２の後端部は延長用ロッド３の後端部と構成を同じくするものである。従って、便宜上、以下の説明においては、ロッド本体２の後端部を延長用ロッド３の後端部と仮定して説明する。まず、ロータリコネクタ２２を取り外してから、１本目の延長用ロッド３の外管１３の雄ねじ部１５に、次の延長用ロッド３の外管１３の雌ねじ部１４を螺合接続する。次に、当該外管１３に内管１６を挿入して、その雄コネクタ部１７を１本目の延長用ロッド３の内管１６の雌コネクタ部１８に挿入して接続する。最後に、最後尾の延長用ロッド３の内管１６の雌コネクタ部１８にロータリコネクタ２２を接続して、継ぎ足し作業は終了する。このように延長用ロッド３を順次継ぎ足すことにより、計測ロッド１’は所望の深度まで貫入する。
【００２８】
また、本発明の計測ロッド１’においては、回転貫入中、先端が岩に接触すると、延長用ロッド３の外管１３に応力が集中して折れてしまう場合がある。そこで、雌コネクタ部１８の外径が内管１６の貫通穴１６ａの内径よりも小さく形成されている。これにより、計測ロッド１’を引き上げるとき、外管１３の後端と雌コネクタ部１８が係合するため、破断部位よりも上方に連結されている内管１６の全てを、地中に残すことなく確実に回収することができる。
【００２９】
さらに、貫入中、先端が岩に接触したとき、作業効率の観点から、計測ロッド１’の後端に打撃を加えて岩を粉砕し、試験を続行する場合がある。そこで、打撃を加える場合、図６に示すように、ロータリコネクタ２２を取り外し、外管１３の雄ねじ部１５には打撃用ブロック２４が取付けられる。この打撃用ブロック２４をハンマ（図示せず）で打撃することにより、岩を粉砕して試験を続行することができる。
【００３０】
電気検層装置１によれば、各深度において地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂおよび地盤比抵抗測定用電位電極６ｃ，６ｄにより地盤の比抵抗、並びに間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄにより当該各深度における地盤の間隙水の比抵抗を試験データとして得る。ただし、地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂおよび地盤比抵抗測定用電位電極６ｃ，６ｄにより検出される地盤の比抵抗は、間隙水の影響を含むみかけの比抵抗であり、地盤の真の比抵抗ではない。そこで、当該みかけの比抵抗と、間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄにより検出される間隙水の比抵抗との相関から、地盤の真の比抵抗を算出する。これにより、地盤の真の比抵抗が大きければ地盤の空間率は小さく、自沈の可能性が低い安全な地盤であり、一方当該比抵抗が小さければ空間率が大きく、自沈の可能性が高い危険な地盤であるとして、自沈地盤調査を行うことができる。
【００３１】
また、本発明の電気検層装置１では、さらに詳細な地盤性状の解析も可能である。その内容は、前述の方法により算出された真の比抵抗および間隙水の比抵抗から、地盤比抵抗係数（真の比抵抗／間隙水の比抵抗）を求めるものであり、この地盤比抵抗係数により、地盤の間隙率や水分飽和率などを各深度において、具体的かつ定量的に解析することが可能となる。
【００３２】
さらに、本発明の電気検層装置１では、ロッドの貫入量に基づくＮ値による標準貫入試験とは異なる観点から、自沈地盤調査を含めて地盤性状を調査することができるばかりか、当該Ｎ値とを併せて地盤性状を解析することにより、より多角的な評価を行うことが可能となる。
【００３３】
ところで、図８は、地盤比抵抗測定用電流電極６ａ，６ｂおよび地盤比抵抗測定用電位電極６ｃ，６ｄ、ならびに間隙水比抵抗測定用電流電極７ａ，７ｂおよび間隙水比抵抗測定用電位電極７ｃ，７ｄから延びる信号線１９ａ，１９，１９ｃ，１９ｄおよび２０ａ，２０，２０ｃ，２０ｄを結合せずに、それぞれの電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄおよび電極７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの電流および電位差を測定する場合に想定される回路構成である。この図８に示す回路構成では、８本の信号線１９ａ，１９，１９ｃ，１９ｄおよび２０ａ，２０，２０ｃ，２０ｄを測定装置４０に接続しなけれならず、４極端子の雌コネクタ部１１，１８を用いることができない。そればかりか、電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄおよび電極７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに対してそれぞれに電流計および電圧計を設ける必要があり、コスト面において問題がある。これに対して、本発明の電気検層装置１では、電極から延びる８本の信号線１９ａ，１９，１９ｃ，１９ｄおよび２０ａ，２０，２０ｃ，２０ｄが４本の信号線２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄとなるよう結合されて回路が構成されている。そのため、測定装置４０に内蔵された回路電源の極性を切替えることにより、電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄあるいは電極７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄのいずれか一方に電流が流れるよう回路が構成されている。これにより、電流値および電位差の測定において、それぞれの電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄおよび電極７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄに電流計および電圧計を接続する必要がなくなり、電流計および電圧計を共用することが可能となる。
【符号の説明】
【００３４】
１ 電気検層装置
１’計測ロッド
２ ロッド本体
２ａ 中空穴
３ 延長用ロッド
４ スタッドボルト
５ スクリューポイント
６ａ，６ｂ 地盤比抵抗測定用電流電極
６ｃ，６ｄ 地盤比抵抗測定用電位電極
７ａ，７ｂ 間隙水比抵抗測定用電流電極
７ｃ，７ｄ 間隙水比抵抗測定用電位電極
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６ ダイオード
８ フィルタ
９ ホルダ
１０ 絶縁カラー
１１ 雌コネクタ部
１１ａ 係合片
１２ 雄ねじ部
１３ 外管
１３ａ 貫通穴
１３ｂ 長溝
１４ 雌ねじ部
１５ 雄ねじ部
１６ 内管
１６ａ 貫通穴
１７ 雄コネクタ部
１８ 雌コネクタ部
１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ 信号線
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 信号線
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ 信号線
２２ ロータリコネクタ
２３ ケーブル
２４ 打撃用ブロック
４０ 測定装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に複数の電極を配置してこれらを電気的に接続し、当該電極に電流を流して電極間の電位差を測定可能に回路を構成することにより、地中の比抵抗を算出し、当該比抵抗に基づいて地盤性状を判定する電気検層方法において、
地盤のみかけの比抵抗を測定する複数の地盤比抵抗測定用電極および地盤間隙水の比抵抗を測定する複数の間隙水比抵抗測定用電極を地中に配置してこれら電極を電気的に接続するとともに、電源の極性を切替えることにより、地盤比抵抗測定用電極あるいは間隙水比抵抗測定用電極のいずれか一方に電流が流れるよう回路を構成し、地盤比抵抗測定用電極により地盤のみかけの比抵抗を算出する一方、間隙水測定用電極により間隙水の比抵抗を算出し、地盤のみかけの比抵抗および間隙水の比抵抗に基づいて地盤の真の比抵抗を算出し、当該地盤の真の比抵抗に基づいて地盤性状を判定することを特徴とする電気検層方法。
【請求項２】
複数の電極を備える計測ロッドを地中に挿入するとともに、これら電極を電気的に接続し、当該電極に電流を流して電極間の電位差を測定可能に回路を構成し、当該電極に電流を流して電極間の電位差を測定することにより、地中の比抵抗を算出し、当該比抵抗に基づいて地盤性状を判定する電気検層方法を行うための電気検層装置において、
前記計測ロッドが地盤のみかけの比抵抗を測定する地盤比抵抗測定用電極および間隙水の比抵抗を測定する間隙水比抵抗測定用電極をそれぞれ複数備え、これら電極を電気的に接続するとともに、電源の極性を切替えることにより、地盤比抵抗測定用電極あるいは間隙水比抵抗測定用電極のいずれか一方に電流が流れるよう回路を構成し、地盤比抵抗測定用電極により地盤のみかけの比抵抗を算出する一方、間隙水測定用電極により間隙水の比抵抗を算出し、地盤のみかけの比抵抗および間隙水の比抵抗に基づいて地盤の真の比抵抗を算出し、当該地盤の真の比抵抗に基づいて地盤性状を判定するよう構成されていることを特徴とする電気検層装置。
【請求項３】
前記計測ロッドの間隙水比抵抗測定用電極がフィルタで覆われ、当該フィルタに吸収された間隙水の比抵抗を測定するよう構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電気検層装置。
【請求項１】
地中に複数の電極を配置してこれらを電気的に接続し、当該電極に電流を流して電極間の電位差を測定可能に回路を構成することにより、地中の比抵抗を算出し、当該比抵抗に基づいて地盤性状を判定する電気検層方法において、
地盤のみかけの比抵抗を測定する複数の地盤比抵抗測定用電極および地盤間隙水の比抵抗を測定する複数の間隙水比抵抗測定用電極を地中に配置してこれら電極を電気的に接続するとともに、電源の極性を切替えることにより、地盤比抵抗測定用電極あるいは間隙水比抵抗測定用電極のいずれか一方に電流が流れるよう回路を構成し、地盤比抵抗測定用電極により地盤のみかけの比抵抗を算出する一方、間隙水測定用電極により間隙水の比抵抗を算出し、地盤のみかけの比抵抗および間隙水の比抵抗に基づいて地盤の真の比抵抗を算出し、当該地盤の真の比抵抗に基づいて地盤性状を判定することを特徴とする電気検層方法。
【請求項２】
複数の電極を備える計測ロッドを地中に挿入するとともに、これら電極を電気的に接続し、当該電極に電流を流して電極間の電位差を測定可能に回路を構成し、当該電極に電流を流して電極間の電位差を測定することにより、地中の比抵抗を算出し、当該比抵抗に基づいて地盤性状を判定する電気検層方法を行うための電気検層装置において、
前記計測ロッドが地盤のみかけの比抵抗を測定する地盤比抵抗測定用電極および間隙水の比抵抗を測定する間隙水比抵抗測定用電極をそれぞれ複数備え、これら電極を電気的に接続するとともに、電源の極性を切替えることにより、地盤比抵抗測定用電極あるいは間隙水比抵抗測定用電極のいずれか一方に電流が流れるよう回路を構成し、地盤比抵抗測定用電極により地盤のみかけの比抵抗を算出する一方、間隙水測定用電極により間隙水の比抵抗を算出し、地盤のみかけの比抵抗および間隙水の比抵抗に基づいて地盤の真の比抵抗を算出し、当該地盤の真の比抵抗に基づいて地盤性状を判定するよう構成されていることを特徴とする電気検層装置。
【請求項３】
前記計測ロッドの間隙水比抵抗測定用電極がフィルタで覆われ、当該フィルタに吸収された間隙水の比抵抗を測定するよう構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電気検層装置。
【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２０１１−１８５６５４（Ｐ２０１１−１８５６５４Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４９３４７（Ｐ２０１０−４９３４７）
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【出願人】（０００２２７４６７）日東精工株式会社 (263)
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【出願人】（０００２２７４６７）日東精工株式会社 (263)
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