岩石の弾性波速度計測

岩石の弾性波速度を測定し、岩石の動的特性の一つである硬軟の度合いを把握して、岩盤の剛性を評価します

岩石の弾性波速度計測とは

岩石の弾性波速度計測(パルス透過法による岩石の超音波速度)は、岩石の超音波伝播速度を測定する試験です。本試験は、公益社団法人地盤工学会JGS 2564に基づき実施します。

岩石の超音波速度は、岩石の特性を表す指標として使用され、コアの品質評価および岩盤の良好度や物性のばらつきに関する評価指標のひとつとして利用されます。また、原位置調査の結果と合わせて、地震応答解析や基礎の沈下量評価に使用する岩盤の剛性などの評価に資する基礎資料を提供します。なお、コンクリートコアの品質評価にも適用可能です。

1.岩石の弾性波速度計測の試験概要

測定状況

試験の概要

本試験の規格は、以前は「パルス透過法による岩石の超音波速度測定方法(JGS 2110)」に基づき計測していましたが、2020年に現在の「岩石の弾性波速度計測方法(JGS 2564)」に変更されました。

その際に用語も下記の通り変更されています。

  • 動ポアソン比 → ポアソン比
  • 動せん断弾性係数 →せん断剛性率
  • 動弾性係数 →ヤング率

試験方法

① 供試体

供試体は、円柱もしくは直方体とし直径の0.5~2.5 倍の高さを確保します。
供試体の端面は平滑で、互いに平行であり側面に垂直になるようにしたものを使用します。

② 試験

供試体の両側に発振子と受振子を密着させ、発振子で超音波を発生させて受振子で受信してその間の弾性波の透過時間を計ります。

供試体

P波速度・S波速度の測定結果

測定結果

試験で求められる値

岩石の弾性波速度計測によって求められる値は、岩石の弾性定数であり、主に以下の2つの値が求められます。

  • 圧縮波速度(P波速度)
    岩石内部を圧縮波が伝播する速度であり、岩石の密度や岩石内の空隙率、岩石の結晶構造などに依存します。
  • せん断波速度(S波速度)
    岩石内部をせん断波が伝播する速度であり、岩石の弾性定数の剛性率に依存します。

計算方法|P波・S波の求め方

P波速度Vp及びS波速度Vsは次式で算出します。

 Vp=103 ×(L/Tp)  (m/s)
 Vs=103 ×(L/Ts)  (m/s)
 L:供試体の長さ(mm)
 Tp:P波の透過時間(µs)
 Ts:S波の透過時間(µs)

これらの測定結果から、ポアソン比、せん断剛性率及びヤング率を算出することができます。
(JGS 2564への改定以前の名称は、それぞれ動ポアソン比、動せん断弾性係数及び動弾性係数です。)

P波測定時は振動子にグリース、親水性クリーム、ワセリン、グリセリンなどの粘性のある接着剤を使用し密着させます。(S波に比べP波は圧着だけでは超音波の受信した初動の立ち上がりが読み取りにくい)
S波測定の場合は接着剤を用いず圧着だけによることがほとんどです。
P波S波ともに密着させるときの圧力は100kN/m2を超えないようにします。


2.当社が支援できること

岩石試験の一貫対応と
全国対応

岩石の弾性波速度計測をはじめとする岩石試験について、全国から試験のご依頼に対応しています。
対応可能な岩石試験の詳細は、右記よりご確認ください。

<岩石試験>
  • 岩石の含水比試験
  • 岩石の密度試験(ノギス法)
  • 岩石の密度試験(浮力法)
  • 岩石の密度・含水比・有効間隙率試験
  • 岩石の超音波伝播速度
  • 岩の圧縮強さ試験Φ5
  • 岩石の一軸圧縮試験(ひずみ測定のみ)
  • 岩石の一軸圧縮試験(静弾性係数)
  • 岩石の一軸圧縮試験(静弾性係数・ポアソン比)
  • 圧裂による岩石の引張り強さ試験
  • 礫の積比重及び吸水率試験
  • 岩の破砕率試験
  • 岩のスレーキング率試験
  • 岩の乾湿繰返し吸水率試験
  • 岩石の浸水崩壊度試験
  • 点載荷試験機を用いた岩片の強度試験
  • 岩石の安定性試験

Webサイトから試験依頼・
見積取得を行うことが可能

岩石の含水比試験、岩のスレーキング率試験、岩石の安定性試験などの各種岩石試験は、Webサイトから簡単に試験依頼・見積取得を行うことが可能です。

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