2.ボアホール歪計火山観測へのご提案

歪計の体積歪計と石井式歪計タイプの違い

ひずみ計とは、地下の岩盤の伸び・縮みを非常に高感度で観測できる地殻変動の観測装置のことです。ボアホールと呼ばれる直径15センチメートル程度の縦穴を数百メートル掘削し、その底に円筒形の検出部が埋設されています。

地下の岩盤は、周囲からの力を受けて、ごくわずかですが伸び縮みします。ひずみ計は、その検出部が岩盤と同じように変形することで、岩盤の伸び縮みを検出します。その精度はきわめて高く、岩盤の伸び縮みを10億分の1の相対変化まで測定します。この相対精度は、小中学校にあるプール(長さ25メートル、幅10メートル、深さ1.5メートル程度)に水を満たし、直径1センチメートルのビー玉を入れた時に生ずる、ごくわずかな水面の上昇でも検出できる精度です。

体積ひずみ計と多成分ひずみ計

 

気象庁が設置しているひずみ計には、体積ひずみ計と多成分ひずみ計の2種類があります。

 

体積ひずみ計は、岩盤の伸び縮みによる検出部の体積の変化(体積ひずみ)を測定します。一方、多成分ひずみ計は、検出部の45度ずつ異なる4つの方位の直径の変化(線ひずみ)を測定します。体積ひずみ計ではひずみの大きさの変化を知ることができますが、多成分ひずみ計ではひずみの大きさに加えてその方向ごとの変化を知ることができます。

 

 

 

体積ひずみ計と多成分ひずみ計

 

 

(謝辞:技術資料 気象庁様公開ホームページより記載させていただきました、ありがとうございます)

 

 


ボアホール歪計火山観測用計器

火山観測においてマグマの動きを捉えるには、鉛直方向の観測が有効といえる。

高感度デジタル式小型ひずみ・応力計として、地殻活動総合観測装置の性能を維持して改良開発を行い完成致しました。

本観測計器は、鉛直方向・水平方向の観測ができる。したがって火山観測に有効な観測計器としてご提案をいたします。

計器は外径ф66×約3m小型化となる。

ケーブルはツイスト2Pですみ、小径アーマードケーブルとなり扱い易くなった。

山岳地域への搬入が可能となり、観測点選定が広くなった。

通信方式

通信は地上・地下電源・信号はアイソレイションされ半2重式デジタル通信方式を開発、雷に強くなる。

24BitデルタΣ・ウインホーマット仕様で研究者に使いやすくなる。

鉛直ひずみ・応力計

ひずみ・応力計は鉛直成分が直下マグマの挙動を捉えるのには最適。

水平成分でマグマの方向を探る。

ひずみ計の電圧Vと物理量/Strのグラフ比較

応力計の電圧Vと物理量MPaのグラフ比較

ボアホールひずみ・応力計器は雨の影響を受けない

地上石英伸縮計と比べても、ボアホールひずみ・応力計は雨の影響を受けにくい。

ひずみ計測は指向性を持っている・

地球潮汐辺土の不変量が一致することからデータの信頼性は良い