株式会社 地球科学総合研究所

地震防災・地下空間利用への貢献

学術・防災分野

地震や火山災害の発生メカニズムを解明するために、地下の物性や構造形態を詳細に把握することが重要です。1995年に発生した兵庫県南部地震以降、国や大学研究機関などにより、地震探査を積極的に用いた地下・地質調査が数多く実施されており、防災・減災対策を検討・立案する上での基礎資料とされています。
活断層調査では、活断層の位置、長さ、変位量、活動履歴などの調査結果をもとに、将来地震が起こる可能性やその地震の大きさを予測します。一方、地震時の揺れの予測のためには、「地盤を知ること」と「地震の震源像を理解すること」も必要です。地震動の増幅に影響を与える地盤は、浅部の工学的基盤(S波速度0.3~0.4km/s程度の地盤)から地震基盤(堆積平野では深くなりますがS波速度約3km/s以上の岩盤)までの地震波速度構造が重要で、 反射法地震探査屈折法地震探査、坑井を利用するVSP法、微動アレイ探査などの物理探査手法が用いられます。また、地震の震源像を理解するためには、プレートの沈み込み面のような超深部の震源断層を把握することが求められ、深部に特化した大規模地震探査と自然地震観測データとの統合解析が重要になります。こうした活断層及び震源断層に関わる物理探査技術は、原子力発電所の立地安全性評価においても重要な役割を果たしています。

JGI技術資料【バイブロサイス発震作業風景】
【バイブロサイス発震作業風景】
JGI技術資料【三次元高分解能探査による断層群の可視化】
【三次元高分解能探査による断層群の可視化】

当社は、調査が難しい地形・地質条件にも対応できるように、多種・多量の地震探査システムを保有しており、浅部地盤の調査から、深さ20~30㎞の地震発生層を対象とした深部地殻構造調査に至るまで、様々な調査スケールに応じたマルチスケール探査を行うことが可能です。特に、陸域や海域で用いられる震源と受振システムを組み合わせることで、沿岸域での海陸シームレスな地殻構造調査を行うことができ、原子力発電施設等の立地安全性に関わる地質調査にも多くの実績を有しています

JGI技術資料 【海陸横断地震探査のレイアウト】
【海陸横断地震探査のレイアウト】

S波情報の取得

地震工学や土木工学に関連した地盤調査においては、S波速度は重要な地盤情報となります。当社は、浅層に対してはS波インパクター、深さ1km程度の中深層に対してはS波バイブレータを用いて、工学的基盤面から地震基盤面までの高分解能な地盤調査を提案します。

JGI技術資料 【S波バイブレータで得られた記録例】
【S波バイブレータで得られた記録例】
JGI技術資料 【工学的基盤面(Vs400m/s層)】
【工学的基盤面(Vs400m/s層)】
JGI技術資料 【S波バイブレータ】
【S波バイブレータ】

高精度速度推定-マルチスケール探査-

当社では、従来型の有線テレメトリーシステムに、Wi-Fi伝送を伴う独立型データ収録システムを複合化させ、長大受振展開の採用によって、浅部から深部までのマルチスケール探査サービスを提供しています。このマルチスケール探査では、屈折波、反射波及び広角反射波の同時取得によって、屈折トモグラフィ解析、Full Waveform Inversion及び重合前マイグレーションによる複合型処理によって、高度な速度推定と高精度の速度モデル構築を図ることができます。

JGI技術資料 【高精度速度構造モデルの構築】(画像4枚)
【高精度速度構造モデルの構築】

土木・インフラ維持管理分野

土木・インフラ維持管理は、我が国の経済発展を支える上で、地震大国日本においては重要な課題の一つです。構造物基礎の設計施工、維持管理に関わる土木分野、さらには、地層処分や地中貯留などの環境分野への貢献を目的として、活断層、軟弱地盤、シャローガスなど地質リスク回避の観点から有用な情報を提供しています。

トンネル浅層反射法探査

当社は株式会社フジタと共同でトンネル切羽前方探査手法の開発を行っています。掘削発破または油圧インパクター等の機械震源を用いて切羽前方の危険個所を予測するトンネル浅層反射法(SSRT: Shallow Seismic Reflection survey for Tunnels)を実用化し、当社協力会社の株式会社ジオシスが現場作業とデータ処理・解析作業を行っています。

(株式会社フジタ提供資料に加筆)【トンネル浅層反射法探査の概念】

(株式会社フジタ提供資料に加筆)

【トンネル浅層反射法探査の概念】
「提供:株式会社フジタ」【インパクターによる発振作業風景】

「提供:株式会社フジタ」

【インパクターによる発振作業風景】
「提供:株式会社フジタ(同社との共同研究成果)」【地山の反射面強調処理結果の例】

「提供:株式会社フジタ(同社との共同研究成果)」

【地山の反射面強調処理結果の例】

衛星データを用いた構造物の変位検出

当社では、衛星(合成開口レーダ:Synthetic Aperture Rader, SAR)データを用いた差分干渉(InSAR)解析により、 土木・インフラ維持管理に有用な断層破砕帯や地盤陥没・沈下などの危険個所の予測、さらにはダム堤体、道路など人工構造物の変位時系列解析を行っています。

【SAR差分干渉解析概念図】
【SAR差分干渉解析概念図】

人工衛星SARからマイクロ波を照射し、地表からの散乱を受信して、地形や構造物の形状や性質を画像化します。 SARデータには衛星-地表間の距離の情報が含まれており、2回の観測結果の差を調べることにより、観測の間に生じた地表変位をとらえることができます。

【ダム堤体の変位検出】
【ダム堤体の変位検出】
【高速道路・空港滑走路の沈下検出】
【高速道路・空港滑走路の沈下検出】

地下空間利用・環境保全分野

当社は、各種物理探査を統合して地質構造・地盤物性・断裂系の調査を行い、活断層や軟弱地盤等の分布と共に、地下水・水理地質情報を集約し、地層処分を含む地下空間利用や環境保全事業において、高精度の三次元地質モデル構築と地質リスク評価を行います。

特に、地下水・水理地質に関する地圏水理事業では、地下深部までを対象として、地下帯水層の維持管理、水資源・地下水賦存量評価、汚染水-汚染物質移流予測と共に、地下水管理・供給に関わる総合コンサルタントサービスを提供します。

JGI技術資料 【沿岸部の地質環境における地層処分・地層貯留の概念図】
【沿岸部の地質環境における地層処分・地層貯留の概念図】

事例