2−3−3 測定データの処理

音波探査のデータ処理は、図2−3−3に示す手順で実施した。

データ処理の内容を次に述べる。

(1)フォーマット変換

 フィールドテープは、SEG−Dフォーマットで収録されているので、これをSEG−Yフォーマットに変換した。データ処理を行うコンピュータに以下の条件でフィールドデータを呼び込んだ。この処理を行った後に、データのチェック、エディトを行った。

    記録長 : 1.0 sec

    サンプルレート : 0.5 msec

(2)CDP編集

 各ショット毎の記録(8m間隔×2回観測)を共通反射点(CDP)毎のデータ(4m間隔)に並び換える操作である。電波測位機の位置データから、各反射点の分布を計算して求めた。ここで、4m間隔になっていないデータ等は取り除いた。

(3)初動減衰

 初動(発振波形)は、反射記録に比べ極端に振幅が大きく、その後の処理に影響をおよぼすので、あらかじめこの初動を減衰する処理をおこなった。その際の減衰の程度のテストを行い、Mute(除去)のパラメーターを以下に示す値に決定した。

 スライディング速度 : 1500 m/s

 テイバー : 100 msec

(4)プレ・フィルター

 反射波には、波等の影響などによる様々なノイズが含まれている。これらのノイズを除去するためにフィルターを施した。テストの結果、下記のフィルターを設定した。

   バンドパスフィルター : 25〜300Hz

(5)利得回復(振幅補正)

 音源からの振動エネルギーは、時間と伴に急激に減衰していく。その原因は、音波が媒体中を伝搬する際に球面状に広がっていくことによる球面発散、地層境界面での反射に伴う透過損失、地層の非弾性的性質による吸収効果などがある。このエネルギーの減衰を実際の反射係数に近づけるために、AAC(Automatic Amplitude Contorol)を行った。テストの結果、下記の条件の基でおこなった。

      タイムゲート:  100msec

(6)重合前デコンボリューシヨン

 反射波形は、地層中を伝搬してくると、地層中の吸収等の影響を受け、震源波形とは異り、分解能が低下した状態で観測される。反射波の分解能を回復させるために、重合前デコンボリューションを実施した。テストの結果、下記の条件を設定した。

予測長 0.5 msec

      オペレーター長 : 120 msec

(7)速度解析

 速度解析は、5組のCDPを使用して、500m間隔で1.0秒まで行い、速度解析記録は0.5秒までのものを作成した。

しかし、使用したストリーマーケーブルは、2m間隔×24チャンネル(50m)を使用しているため、発震点と受振点との距離が極端に短いため、速度解析による正確な地層速度が決まったのは、約 0.1秒程度までであった。これより深い深度の速度値が妥当な値を示しているか検討を行うために、既存資料との比較を行った。

以下に検討結果を述べる。

 昭和55年(1980)に人工爆破による深部地盤構造調査が行われ、図2−3−4に示す結果が得られている。図中の第1層は、第四紀層および第三紀層上部に対応し、第2層は第三紀層下部に、第3層以深が岩盤に対応するものと考えられている。第1層のP波速度は1.9〜2.5Km/s、第2層が3.0Km/s、第3層が5.0Km/sの値が得られている。

「汐止団地2次地盤調査委託報告書(ボーリングNo.4)名古屋市役所建築局1994」のPS検層の結果によると、表2−3−3の値が得られている。

表2−3−3を基に、図2−3−5を作成した。

 検討した結果、大幅な値の差が認められないことより、重合速度を用いて求めた平均的な速度値を用いて、時間断面から深度断面への変換を行った。

(8)NMO補正

 CDPの各トレースの波線経路は、図2−3−6の右図に示されるように反射点以外ではそれぞれ異なっている。このため、各トレ−スの走時は、オフセット距離の違いに応じそれぞれ変化する。共通の反射点からの反射波を重合(加算)するためには、図の(b) に示すように反射走時Te を反射点の直上で発震し、かつ、受振(零オフセット距離)したと仮定したときの走時(垂直走時T0 )に補正しなければならない。この操作をNMO補正という。

(9)共通反射点重合

 速度解析で得られた重合速度を用いて、NMO補正を施した各トレースを、水平方向に加算してCDP重合をおこない、出力用のファイルを作成した。

(10)重合後デコンボリューシヨン

 多重反射や気泡振動など、比較的短い周期性を有するノイズを除去する目的で、予測型のデコンボリューシヨンを実施した。

しかし、多重反射は、ストリーマーケーブルを長く曳航することができないため、完全に除去されていない。

予測長 : 0.5 msec

オペレータ長 : 140 msec

(11)重合後フィルター

 ノイズ要素の強い低・高周波成分を記録から除去するためにバンドパスフィルターを施した。テスト結果、下記の条件を設定した。

      パスバンド : 30〜160Hz

(12)マイグレーション

 重合処理記録断面図に描かれた「地質構造」は、種々な原因による歪みを伴った見掛けの構造を示しているのが一般的である。歪みを伴わない記録断面図は、各層の音波伝播速度が均一な水平層構造の場合に限られる。

見掛け構造の原因には複雑な地下構造、地層速度の変化などが挙げられる。図2−3−7の左図は代表的な見掛け構造の例で、傾斜した反射面が原因で生じた見掛け構造を示している。すなわち、発震点(X) を出射した音波は鉛直方向の(C) ではなく側方の(A)で反射するが、記録断面図では発震点(X)直下の(C) からの情報として表示される。このため、記録断面図上の反射面の傾斜は真の傾斜より緩く表現される。また、下図の右図上段のような複雑な地質構造から得られる記録断面図は、下図の右図下段のような3条の反射面からなる見掛け構造を示す。このほか、孤立した反射点、断層などにより反射面が切断される個所などからは回折波が発生し疑似反射面を形成する。 このように、記録断面図は真の構造と歪みを受けた見掛けの構造とからなり、記録断面図から地下構造を正しく解釈するには見掛け構造を矯正し、本来の正しい空間的位置に戻す操作が必要となる。このために、より正確な地下構造を知るために、周波数ー波数領域で行うFーKマイグレーションを行った。(13)深度変換

深度変換処理は、マイグレーション記録断面図を走時(時間)から深度目盛りに変換する操作である。速度解析結果を使用して速度断面を深度断面に変換した。

 速度変換に使用した速度関数は、次のとおりである。

表2−3−4 速度変換に使用した速度関数

(14)潮位補正

 探査の基準面は、名古屋検潮所の潮位データを基に、名古屋港基本水準面(N.P.)での潮位補正を行った。

(15)重合記録断面図の表示

 重合記録断面図は、下記に示す条件で出力表示されている。重合断面は垂直方向の縮尺を変えて深部時間断面図と浅部時間断面図の2種類を成した。

 各記録断面には、往復走時スケール、CDP番号、基準点からの追加距離、測線の方向、処理条件などが記載されている。この他の出力条件は、次に示すとおりである。

       水平方向の縮尺    : 1/1,0000, 1/ 10,000

       垂直方向の縮尺    : 20cm/0.6sec, 20cm/0.15sec

       記録長   : 0.6sec 0.15sec

表示の基準面   : 水面

反射トレースの極性  : 正の音圧部分を黒く塗りつぶす

反射トレースの表示法 : 波形表示と面積変化表示の重畳

記録断面図の方向 : 北を左方、南を右方

(16)マイグレーション断面図表示

マイグレーション断面図表示は、重合記録断面図と同じ表示となっている。

(17)深度変換断面図

深度変換断面図は、下記に示す条件で出力表示されている。深度変換断面は垂直方向の縮尺を変えて深部深度断面図と浅部深度断面図の2種類を作成した。

 各記録断面には、往復走時スケール、CDP番号、基準点からの追加距離、測線の方向、処理条件などが記載されている。この他の出力条件は、次に示すとおりである。

       水平方向の縮尺    : 1/10,000, 1/ 10,000

       垂直方向の縮尺  : 1,000m/10cm, 100m/10cm

最大深度 : 600m, 150m

       表示の基準面 : 名古屋港基本水準面(N.P.)

反射トレースの極性  : 正の音圧部分を黒く塗りつぶす

反射トレースの表示法 : 波形表示と面積変化表示の重畳

記録断面図の方向 : 北を左方、南を右方