多変量解析を用いたボーリング孔での断層の区間判定と岩盤区分; 瑞浪超深地層研究所における深層ボーリング孔での事例

Fault zone determination and bedrock classification through multivariate analysis; Case study using a dataset from a deep borehole in the Mizunami Underground Research Laboratory

鐙 顕正*; 天野 健治  ; 小池 克明*; 鶴田 忠彦  ; 松岡 稔幸

Abumi, Kensho*; Amano, Kenji; Koike, Katsuaki*; Tsuruta, Tadahiko; Matsuoka, Toshiyuki

岩盤中の破砕帯を伴うような断層は、岩盤の物性や力学的・化学的特性,透水性に強い影響を及ぼすことが多く、地下の地質環境や地盤の工学的性能を評価する際の重要な要素の一つと位置付けられている。しかしながら、ボーリング孔による調査ではさまざまな制約により、常に同じ品質や量のデータが確保できるとは限らない。また、地質条件、あるいは地質技術者の能力などの諸条件によって断層区間の評価結果が異なる可能性がある。このような評価結果の差異は深部地質環境を空間的に理解していく過程での不確実性の増大につながり、その後の調査計画立案時における適切な意思決定を難しくするだけでなく、直接的な施工のリスク要因にもなる。そのため本研究では、岐阜県瑞浪市の瑞浪超深地層研究所用地内における深層ボーリング調査データを用いて、使用する変数を明確な基準で選択したうえで、多変量解析(主成分分析及びクラスタリング)を適用した。その結果、客観的な基準により、岩盤を高精度で区分し、断層区間を適切に判定できるようになった。これにより、一つの調査項目のみに注目した従来の解析に比べ、多種情報を一度に扱う多変量解析は有効な手法であることが実証された。

Fault zones are treated as essential elements for evaluating the underground geological environment and the engineering performance of rocks. Because of the limitations to borehole investigations, it is not always possible to obtain sufficient, high-quality geological data. In addition, the evaluation of results may differ depending on various factors such as geological conditions and skill of the engineer. Such uncertainty can lead to difficulty in evaluation and understanding of the geological environment at depths and in the decision-making and planning of underground construction, which, as a result, may increases potential risks during construction. To reduce the uncertainty, this study proposes a correct selection method of data item for multivariable analyses composed of principal component analysis and clustering method using a deep borehole data. Utilizing this method and the analyses, the rocks could be accurately classified depending upon their geological characteristics.