物理探査の教科書から

John M. Reynolds 「An Introduction to Applied and Environmental Geophysics　2nd Edition」の気になる箇所の備忘録です。地下水や物理探査、海外には良い教科書がありますね。

********************************************

主な地質の弾性波速度 p147

主な地質の比抵抗 p291

主な地質の比誘電率、電波速度、導電率　p551

表面波

波の伝播イメージ Fig 5.41

分散曲線（高次モード含む）Fig 5.40-41

EM法

1次磁場と測定した2次磁場の比から見かけ導電率を推定　p434 Box 11.1

見かけ導電率と多層地盤モデルの関係　cumulative response function の利用 p434 Box 11.2 Fig 11.8

EMデータから1次元多層地盤モデルの構築　inversion の利用 p437 11.2.4.2 computer analysis

GPR

電磁波は地中で減衰する。

→海水の表皮深さは1cm。wet clay で30cm。 p540-541 

→表皮深さと比抵抗の関係　Fig 13.5

減衰した電磁波で測定・推定された導電率は、理論導電率よりもかなり小さい。

→小さな導電率で表皮深度を過大に見積もることに注意（実際は導電率が高く、表皮深さが小さい）　p541-542 Fig 13.6

表皮深さは地中レーダーの浸透深度とイコールではない。 p541

波長と鉛直方向の解像度の例 Table13.3

地下水位近傍で含水率が高くなると電磁波速度が落ちる→走時から計算した鉛直スケールが間延びする　Fig13.12

主な地質の探査深度と波長の関係（物理探査ハンドブックにも同図あり）p553

********************************************

空中電磁探査で、表皮深度に1/2をかけて探査深度としている方がいらっしゃいましたが、案外、1次磁場の中間でないと2次磁場が減衰しきって返ってこれない、といった内容を考慮されていたのかもしれません。その場合、減衰した2次磁場から過大な比抵抗・表皮深度を求めないための補正というのも1手必要になるでしょう。

いずれにしても、上記の深度問題は単純な式で解けないようです。現状では分散曲線からの深度変換、EM探査からの深度変換ともに、逆解析を用いざるを得ないようです。それにはボーリング結果や検層結果との比較がより求められるのでしょう。p439には以下の通り記載されています。

However, there has yet to be an unequivocal demonstration of true depth discrimination being achieved using a fixed-dipole length, variable-frequency system. As with any modelled data, it is always sensible to test the results by using groundtruth information (e.g. from boreholes).