⚖️密度検層

📍1. 概要

密度検層は、ボーリング孔を利用し、放射性線源から放射されるγ線の散乱現象を利用して地層の 湿潤密度(単位体積重量) を連続的に測定する方法です。 γ線は地層の原子と衝突し、その一部が検出器に届きますが、この散乱の程度は 地層の密度そのものに比例 します。 したがって、測定データ(γ線の計数率)から地層密度を直接推定することが可能です。

この手法は 孔内水や保護管の有無に関わらず測定できる という利点があり、 地下構造の詳細な密度把握に役立ちます。 ただし、測定値はボーリング孔径や保護管の材質、孔内水の有無といった条件の影響を受けやすいため、 条件を記録し、適切な補正係数を用いること が不可欠です。

密度の違いは地層の種類や性質に直結するため、 岩盤の力学的特性や透水性評価 にも大きな役割を果たします。 特に、他の検層データ(比抵抗検層や孔径検層)と組み合わせることで、 より精度の高い地盤評価が可能となります。

図1 密度検層
図1 密度検層
  

🛠️ 2. 測定

測定システムは地上装置と孔内装置から構成されます。 孔内装置(プローブ)には 放射性線源(例:Co-60) と検出器が組み込まれており、 孔壁に密着させながら測定を行います。

  • 地上装置: 測定器、電動ウィンチ、シーブ(深度計測)
  • 孔内装置: 放射線源・検出器・増幅器を内蔵したプローブ

測定はまず概略測定を行い、レンジ調整後に 巻き上げ速度2m/min程度・5cmピッチ で本測定を実施します。 さらに、時間経過による放射線強度の変動を補正するため、現場では スタンダード測定(水槽試験) を併用します。

図2 密度検層 測定概念図
図2 密度検層 測定概念図(マイクロ)

📊 3. 解析

測定された γ線の計数率(cps)は、線源の強度・孔径・保護管・孔内水などの条件に左右されます。 そのため、あらかじめ標準試料を用いた 校正試験 を実施し、 γ線計数率と密度の関係を示す校正係数を算出しておきます。

現場データはこの校正係数を用いて密度に換算されます。 裸孔の場合は 孔径検層と組み合わせて補正 し、 保護管がある場合は 管内径を補正値に反映 することで精度を確保します。