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Inversion method to detect multiple stress tensors and friction coefficients from fault-slip data

从断层滑移数据中检测多个应力张量和摩擦系数的反演方法

基本信息

批准号：
21K03720
负责人：
佐藤活志
金额：
$ 2.16万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03720/
关键词：
応力逆解析摩擦係数小断層解析構造地質学テクトニクス

项目摘要

2022年度は，断層データから複数の応力と摩擦係数を同時に検出する逆解析法開発の試みとして，混合確率分布を用いる手法の開発を進めた．複数の応力を検出する手法は，2000年代以降にいくつか提案されてきた．岩脈や方解石双晶を用いた応力逆解析では，混合確率分布と情報量規準を用いて応力数を決定できるようになっている．しかし，断層データを用いた解析ではそれができていない．これは，断層データの頻度分布を表現する確率分布モデルが存在していないためである．そこで，逆解析の目的関数を断層ごとに算出し，目的関数値の頻度分布を表現する確率分布モデルを考案した．目的関数は，従来の応力逆解析で最小化されるミスフィット角（観測された滑り方向と剪断応力がなす角）と，摩擦係数の決定において最大化される断層不安定度（滑りやすさ）の両方から構成される．複数の確率分布を重ね合わせた混合分布モデルを用いることで，最尤法の手順によって複数の応力と摩擦係数を決定できる．また，混合する分布の数を変えて解析結果を比較すれば，情報量規準によって最適な解の数を決定できる．模擬データの解析により新手法の性能を検証した．模擬データとして，南北圧縮と東北東圧縮の２つの逆断層型応力に適合する断層を５０条ずつ混ぜ合わせたデータを作成した．前者の応力に適合する断層は，内部摩擦角を30°と想定し，断層不安定度の大きい方位に集中している．後者の応力に適合する断層面の方位はランダムである．解析の結果，情報量規準によって応力数２が正しく選択された．主応力軸はほぼ正しく決定されたが，摩擦係数の確度は低かった．新手法を，別府-島原地溝の第四系碩南層群（大分県大分市付近）を切る小断層群に適用した．結果として応力数２が選択され，南北引張と東北東-西南西引張の２種類の正断層型応力が検出された．

In 2022, the complex number of faults and the coefficient of friction are calculated simultaneously and the inverse analytical method is used to test and the mixed accuracy distribution is used. Plural の応力を検出する Technique は, にいくつか proposal されてきた since the 2000s. The rock veins and calcite twin crystals are inversely analyzed using the いた応force, and the mixed accuracy distribution and information gauge accuracy are determined by the いて応force number.しかし, fault データを Use いた to analyze ではそれができていない.これは, fault frequency distribution を performance する accuracy distribution モデルが existence していないためである.そこで, inverse analysis of the purpose of the number of faults is calculated, the purpose of the number of the frequency distribution of the performance of the accuracy distribution of the test case of した. The purpose of the calculation is to minimize the angle of the shear force by inverse analytic analysis of the numberす angle)と, the friction coefficient is determined by maximizing the fault instability (sliding りやすさ) by の両square から constitutes される. The accuracy distribution of complex numbers is the same as the mixed distribution of the mixture distribution.また, Mixed する distribution の number を変えて analysis results を comparison すれば, information measurement standard によって optimum な solution の number を decision できる. The performance of the new method of simulation analysis is verified. Simulate the pressure in the north and south and the northeast and east compression in the reverse fault type. The force is suitable for the fault type and the fault type is mixed with 50 lines. The former's strength is suitable for the fault, the internal friction angle is 30°, and the fault instability is large and concentrated in the direction. The strength of the latter is suitable for the orientation of the fault plane and the direction of the fault plane. As a result of the analysis, the information gauge is accurate. The main force axis is correct and determined, and the friction coefficient is accurate and low. The new method is applicable to the Quaternary Shunan Formation Group of the Beppu-Shimahara trench (near Oita City, Oita Prefecture) and the small fault group. As a result, the number of として応応力number2がselect択され, the north-south extension and the northeast-east-southwest extension are 2 types of normal fault-type tension. が検出された.