Rock Failure Mornitoring (Improved b-Value)

ＡＥによる岩盤斜面破壊の評価^１）

1. 改良ｂ値による岩盤の破壊評価

　地震の大きさとその頻度分布より導かれるGutenbergとRichterが定義したｂ値^2）は、ＡＥにおいては茂木、Sholzが岩石のＡＥに適用したのが最初である。その物理的な意味は大津^3）が速度過程（レートプロセス）のレートとして説明している。このｂ値算出における定量化と定性化を図ったものが改良ｂ値で、センサ設置条件やＡＥ発生源などに左右される振幅値の変動に影響を受けにくい。

　^{今、振幅値がμ-α}₂^{σ以上のＡＥ累積数をN(w}₁^)、μ＋α1^{σ以上のＡＥ累積数をN(w}₂^{)とする。この時の振幅の範囲は（α}₁^＋α₂^{）σとなるので改良ｂ値Iｂは}

　ここでβは算出時の振幅個数である。改良ｂ値はｄＢ振幅値を用いて算出するので、地震学におけるｂ値と比較する場合、その値を20倍する必要がある。

2. 岩盤破壊評価の実際

2.1 環境ノイズの影響

　例えば、降雨が岩盤を直撃すると衝撃によりＡＥが発生し、また、太陽光が岩盤を照射する時、岩盤の体積膨張や収縮にともなうマイクロクラックの発生などによりＡＥが発生する場合がある。これらの気象条件に起因するＡＥの発生は計測上避けることができず、岩盤の破壊と区別する必要がある。

　上記のような状況により発生したＡＥの改良ｂ値を測定すると、最大0.11程度である。後述する岩盤破壊による改良ｂ値はこれを大きく超え、0.18程度まで上昇する。したがって、改良ｂ値が0.11以上に上昇した場合、岩盤内部のクリティカルな破壊状態を示す指標と考えれば良い。

2.2 岩盤破壊時のＡＥの特徴

　図に岩盤は破壊時に観察されたＡＥの累積発生数と改良ｂ値の変化を示す。改良ｂ値が最大0.18まで上昇しているのが分かる。同様に正常な岩盤で測定した結果をｂに示す。ＡＥの発生は観察されるが、改良ｂ値は0.11程度である。なお、本試験中に雨が降り、この改良ｂ値の値は上述の雨によって発生したＡＥを反映したものと考えられる。


a)岩盤破壊時のＡＥ挙動			b)正常時のＡＥ挙動

1) 塩谷智其他；ＡＥ改良ｂ値による岩盤斜面の破壊評価、第12回ＡＥ総合コンファレンス論文集、179、1999年
2) Gutenberg.B and C.R.Richter,；"Seimicity of the Earth",Princeton Univercity Press,1949.
3）大津政康；コンクリート材料におけるＡＥ特性とその派生紀行に関する基礎的研究、京都大学学位論文、1982

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土砂斜面への適用