応力逆解析法の基本原理の検証とその地下遠隔探査への応用

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応力逆解析は多数の断層の方位を元に,それらが活動した当時の地質体内部の応力状態を推定する手法である.断層の生成を再現し,応力逆解析で用いられる「断層滑り方向は剪断応力と平行である」との仮説を検証するため,報告者が前年度までに開発していた2次元個別要素法数値実験のソフトウェアを3次元に拡張した.本年度は断層生成実験の準備として,解析領域に球形の要素を敷き詰め,等方圧力を加えて平衡状態を得る段階を進めた.この段階で用いたアルゴリズムは,そのまま本実験にも用いられる.応力逆解析法のひとつである多重逆解法は,地質時代の複数の応力状態を分離して検出できる強力な手法である.しかし,解析に長い計算時間を要する点が問題であった.これは,統計学で用いられる繰り返し抽出の処理ステップ数が,解析する断層数の階乗に比例して大きくなるためである.本研究は,一回のステップにおける解の全範囲探索を,解析解の算出に置き換えることを提案した.その結果,計算時間は約4分の1に短縮された.本研究の第二の課題である地下遠隔探査データへの応用について,南海トラフ地震発生帯掘削(南海掘削)計画で得られている紀伊半島沖の3次元反射法地震波探査データの解析を行った.本年度は,掘削の際の安全性を事前に評価する目的で,地震波探査で得られた3次元像に認められる断層群を解析し,陸側プレート内部の応力状態を予測した.また,地質体の巨視的な内部摩擦係数も推定した.