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複雑な形状の既存断層系で発生する地震の破壊経路の理論的予測

复杂形状的现有断层系统上发生的地震破裂路径的理论预测

基本信息

批准号：
15740277
负责人：
亀伸樹
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

地震の破壊経路の理論的予測を行う数値シミュレーションには、従来、境界積分方程式法が用いられてきた。この手法は、「断層面形状」の自由度が高いという特性から広く利用されるようになってきたが、反面、「不均質媒質」中の破壊現象の取り扱いは不得手である。地殻には不均質構造が普遍的にある(例:地下浅部堆積層と深部基盤岩の境界)。不均質境界に向かう破壊成長は、媒質の弾性定数の不連続分布の力学的効果により破壊経路が変化する可能性が考えられる。そこで本年度、「不均質媒質中」の「破壊経路が自己選択しうる計算法」を新たに開発した。定式化には有限要素法を用い、2次元せん断(モードII)破壊問題を考える。有限要素法は、不均質性の導入は容易であるが、要素内の変位補間関数の連続性により隣接節点間の変位の不連続(=破壊)の表現は不得手であり、「破壊経路自己選択法」の実現の障害となる。この解決のため、欠損を含む工学材料の引張破壊(モードI)解析に対して最近新しく提唱された「粒子的変位場による離散化法(FEM-β, Hori et al., 2005)」を適用した。引張破壊と異なり、地震のせん断破壊では法線ひずみを保ちつつせん断ひずみ成分が解放される。この特有の境界条件をFEM-βにおいて満足さすことによりモードIIのせん断破壊による生じる静的応力場・ひずみ場解析を行った。層構造媒質内に、層境界と直行する向きに断層破壊面が存在する状況を考える。この場合、応力に関しては不連続をまたぎ連続的な分布になるのに対し、ひずみに関しては構造境界に沿って不連続を含む分布になることがわかった。また破壊先端が境界に近い程、境界付近でのひずみ不連続性は大きくなる。この解析より、もし破壊基準が応力だけでなくひずみ依存性をも含む場合には、断層面延長方向と異なる方向の境界に沿う破壊経路が新たに選択される可能性が示唆される。

The prediction of the earthquake's broken path, the number of predictions, and the boundary integral equation method are used. The degree of freedom of the technique and the "shape of the cross-section" is high and the characteristics are used.になってきたが, the reverse side, the phenomenon of breaking and breaking in "heterogeneous media", and the の扱いは不了である. The heterogeneous structure of the earth's crust is common (for example, the boundary between the shallow underground accumulation layer and the deep basement rock). The growth of the heterogeneous realm, the fixed number of elastic properties of the medium, the effect of the mechanics of the distribution, and the possibility of changing the path of the medium.そこでThis year, "Heterogeneous media"の"Broken 磊経路が自选択しうるcalculation method"を新たに开発した. The formalized finite element method is used and the 2-dimensional decomposition problem (モードII) is tested. The finite element method is easy, the introduction of heterogeneity is easy, and the connection between the adjacent nodes is easy The performance of the non-continuous 続 (=breaking 壊) in the 変 position is that it is not possible, and the way to break the 壊経 is to choose the method by yourself, which is the obstacle that appears.このsolved のため、deficient をcontaining むEngineering Materials の开开棊(モードI) ANALYSIS に対して Recently a new しく揟 sing された「Particle potential field による discretization method (FEM-β, Hori et al., 2005)" is applicable. Induced Zhang broken 壊と different なり, earthquake のせん breaker broken 壊では normal line ひずみをちつつせん broken ひずみ component が liberated される. FEM-βにおいて満足さすことによりモードIIのせんbreaking 壊による生じるstatic's force field・ひずみfield analysisを行った. Within the layer structure medium, the layer boundary is straight and the fault is broken and the fault surface is present and the situation is examined.このoccasion, 応力に关しては不连続をまたぎ连続的な distribution になるのに対し, ひずみに关してはstructural realmにって不连続を用むdistributionになることがわかった.またbreak the edge of the state and the state is close, the state is close to the state of the state and the state is close to the state.このANALYSIS より、もしBreaking criteria が応力だけでなくひずみdependence をもContaining むoccasion には、Fault plane The direction of the extension is the direction of the boundary and the direction of the new direction is the new path.