現地孔內震波量測施作方法

乃因過去經驗發現易流失)。根據 Nigbor and Imai(1994)的研究顯示，使用 有套管之鑽孔時，鋼管套管會產生管波(Tube Wave)的問題影響波速的量 測，若使用 PVC 套管，則管波之影響較小。本研究將只於 X1 孔施作震波 試驗且欲作地下水位觀測井之用，故將採取PVC 套管來保護孔壁。

3.3.2 試驗儀器

懸垂式 P-S 波量測系統為日本 OYO 公司之產品，主要可分為三個部 份：1.含有震源及受波器之探測管(Probe)；2.控制監測裝置(Suspension PS Log 170)；3.絞盤(Winch)。各部份儀器說明如下：

1. 探測管

a. 主要為震源、濾波管和兩組受波器所組成的一體化構造，如圖 3-30，

亦需利用水當介質才可量測，震源採間接振動型式產生如圖 3-31 所 示，主要是利用擊槌及水平螺線線圈在孔內液體中產生一壓力波 (pressure wave)，經過孔壁轉換成實體波(P wave 和 S wave)放射狀地傳

播到岩體。當此實體波傳遞到每一個感應器所相對應之孔壁時，在孔 內液體中先轉換成壓力波(pressure wave)，再透過受波器接收訊號 (Ogura，1988)。依據試驗條件此種螺線管震源所產生的頻率介於 500~5000Hz 之間。

b. 受波器為一個三向度受波器如圖 3-32 所示，其構造為兩個可接收水準 振動(x y 方向)之電磁式感應器，另一個則為接收垂直振動(z 方向)之 電磁式感應器，兩組受波器間距為1 公尺，可量測到 P 波及 S 波之傳 遞時間，則速度值即可計算出。

2. 監控與資料擷取裝置

採用日本OYO 公司所製造的 Suspension PS Log 170，尺寸小、重量 輕包括量測控制、CRT、列印、資料儲存等部份，其特點如下所示：

圖3-30 震源與受波器組裝前(左)組裝後(右)(修改自林忠義，1999)

圖3-31 震源原理示意圖(摘自林忠義，1999)

圖3-32 受波器(Geophone)示意圖(摘自林忠義，1999)

3.3.3 試驗方法與過程

施測時，首先震源的電子系統在水平方向激發 SH 波震源，由兩個位 於與震源運動軸線平行的水平方向受波器記錄其輸出信號。接著震源於相 反方向被激發，並再次記錄這些水平輸出信號，產生一個與先前相反極性 的 SH 波。最後在第一個方向再次激發震源，此時受波器接收之波形為垂 直受波器之P 波，其流程圖 3- 33。此三次不同記錄之波形即代表完成一個 深度之波速量測。本研究於 X1 孔深度 30m 進行試驗，當天地下水位約 11m，故試驗深度僅地下 11~30m 之範圍，且每隔 1m 即發出一震源，而每 個受波器紀錄部份則由系統中之不同頻道負責。本研究之紀錄器有六個頻 道，當使用一個共同時間尺度時，可將記錄資料顯示在 CRT 螢幕且用感 光紙列印出來，而每個頻道有 12-bit，1024 個取樣記錄最後可用 3.5-inch 磁片儲存資料，再配合儀器所附電腦計算軟體可得到波速。

3.3.4 資料分析方法

懸垂式P-S 波量測系統在試孔內產生一震源時，首先下部受波器會先 經由水接收地層傳來之震波，隨後才由上部受波器接收到震波，而震波資

料結果如圖 3-34 所示。圖中 H1

、

、

、

、

△

V=L/

△

其中 V：波速，單位為 m/s

L：受波器間距，其值為 1 公尺 T：受波器之波傳時間差

圖3- 33 P-S 波量測流程(摘自林忠義，1999)

圖3-34 懸垂式 P-S 波系統量測結果