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調和波動を用いた地殻内応力集中場のインバージョン手法の開発

谐波反演地壳应力集中场方法的发展

基本信息

批准号：
02J07689
负责人：
佐伯昌之
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の最終的な目的は,地殻内の応力集中場をインバージョンすることであるが、本研究ではそのために,まず地殻の状態を精密にモニタする(アクロスと呼ばれる)システムを開発し,その性能を試験した.平成14年度までに他の科研費と合わせて,プロジェクト全体では精密制御震源の設置および観測インフラである光ケーブル敷設およびボアホール型加速度計アレイの設置はすでに終っていた.また,平成14年度において,精密制御震源の波動場励起の精度および時間安定性を検証し,地殻内の変化を捉えるのに十分な精度であることを確認している.平成15年度では,震源単体の性能のみならず,観測系全体を構成し,その性能を検証した.具体的には,光ケーブルを介した同期通信法を確立し,これを用いて精密制御震源の制御信号と観測点におけるサンプリング信号を完全に同期することで,調和波動を極めて高精度で検出できるようにした.また,これを観測実験およびデータ解析により確かめた.解析の結果によると,時系列では調和波動の信号はノイズに埋もれて全く見えないにもかかわらず,解析によりS/N比で100以上の精度で調和波動の振幅と位相を推定できた.さらに,遠方での連続観測を行い,観測データに含まれる地殻の変動が原因であると考えられる観測波形の変動の抽出を試みた.ただし,精密制御震源の電源の確保の問題のため,十分なデータを取得できなかったので,明瞭な観測波形の変動は未だ検出できていない.これについては,今後データを蓄積して変動の抽出を試みる予定である.また,時間変動の検出以外にも,精密制御震源の本来の用途である周波数伝達関数の精密な計測を行い,このデータを解析して,震源と観測点間における地震波の走時を求めた.複数の周波数成分を順次観測し,狭帯域で離散的な周波数伝達関数を取得した.これを逆フーリエ変換および存否ケプストラム法を用いて解析し,P波と思われる成分を精度よく検出した.ただ,P波よりも振幅が小さいS波や地下からの反射波については明瞭に分解することはできなかった.上述の観測実験と並行して,精密制御震源のフェイズドアレイが生成する波動場のシミュレーションを行った.現在の精密制御震源の性能・波動場励起力を想定した場合のフェイズドアレイにより生成できる波動をシミュレーションし,より現実的な問題へ適用した場合での限界点を定量的に示した.現在の精密制御震源は,まず動作するのか,また所要の精度が達成できるのかということを念頭に置いていた試作機であるため,現実の地殻へ適用するには,やや周波数帯域が高い.実際の地殻でのモニタリングを行うには,周波数を現在の数十Hzから数Hzへと下げる必要があることが分かった.一方で,直近の地盤(射程2km)程度では十分な出力,性能を有していることも分かった.

The ultimate goal of this study is to explore and test the properties of the concentrated force field in the crust. Heisei 14 years of research and development costs, the whole body of precision control seismic source settings and measurement, light, laying, and other types of accelerometer settings. The accuracy and time stability of the fluctuation field excitation of the precise control seismic source were verified, and the transformation in the crust was detected with great accuracy. In 2015, the performance of the seismic source unit was examined, and the composition of the entire measurement system was examined. Specific to this, optical synchronization method is established, which is used to precisely control the source control signal and the measurement point, and the harmonic ratio is extremely accurate. The answer to this question is,"What is the answer?" The result of the analysis is that the time series is opposite to the harmonic ratio of the signal, the S/N ratio of the analysis is more than 100, and the accuracy of the harmonic ratio of the amplitude and the phase is estimated. In the meantime, the continuous wave measurement in the distance contains the cause of the earth's crust movement, and the detection waveform is extracted. The problem of ensuring the power supply of the precise control source is very difficult to obtain, and the variation of the measured waveform is not easy to detect. In the future, we will accumulate and withdraw the information. In addition to the detection of time variations, the original purpose of the source is to precisely control the travel time of seismic waves between the source and the measurement point. Multiple frequency components are measured sequentially, and discrete frequency components are obtained in narrow bands. This method is used to analyze and determine the accuracy of P wave components. The amplitude of P wave is small, the amplitude of S wave is small, and the reflected wave is small. The above measurements are carried out in parallel to precisely control the seismic source and generate the ratio field and the system. Now the precision control seismic source performance, ratio field excitation force to determine the situation, the generation of ratio to determine the situation, the actual problem to apply to the situation, the limit point to quantify the indication. Now we control the seismic source precisely, and the required accuracy is achieved by the action of the seismic source. The ideal position of the seismic source is set in the test machine. Now the crustal surface is suitable for the seismic source. In the real world, the earth's crust is divided into several tens of Hz and several Hz. A square, straight to the ground (range 2 km) degree, very strong, performance, have a high degree of power.