地震波散乱現象の観測による地域応力場変化推定法の研究

基于地震波散射现象观测的区域应力场变化估算方法研究

• 批准号: 12J00373
• 负责人: 岡本 京祐
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J00373/
• 关键词: 地震波減衰; 地殻応力変化; 延性領域; Q値; 地震波散乱; 2008年岩手宮城内陸地震; 2004年新潟県中越地震; 散乱減衰

地殻に載荷される応力変化と地震波の減衰率の関係性を解明するために、前年度に比べ、より実際の地殻に近い数値計算モデルを構築した。具体的には、有限要素法を用いた静的弾性解析により地殻モデル内の応力分布を求め、更に有限差分法を用いた波動伝播計算によりQ値(地震波の減衰率から得られる指標)を求めた。その結果、Q^<-1>値は応力の大きさが上昇するに従って、漸増することが分かった。また、Q^<-1>値は地下から伝播してくる地震波より求められるので、地下深くの応力変化を反映していることが分かった。つまり、地表付近の不均質に応力が集中するといった局所的な影響を受けにくく、地域的な応力場の変化を指し示す。この結果は、Q^<-1>値を用いることにより、内陸地震の発生挙動に大きな影響を及ぼす地殻延性領域(深さ15㎞-40km)での応力変化を検出できる可能性があることを示唆する。上述の数値計算での結果が、実データにおいても成り立つか検証した。具体的には2008年岩手宮城内陸地震、及び2004年新潟県中越地震の前後の応力変化を検証した。(1)Q^<-1>値から求めた応力変化、(2)地震波解析より求めた断層モデルから計算される延性領域内での応力変化、(3)GPS観測より求まる地表面変動から計算される延性領域内での応力変化を求めた。Q^<-1>値より求めた応力変化は、地震波解析により求められた断層モデルに基づく応力変化(延性領域内)と非常に良く似た傾向を持つことが分かった。一方、地表面変動より求めた延性領域での応力変化は、Q^<-1>値及び断層モデルより求めた応力変化と異なる傾向を示すことが分かった。これは、地表面付近の不均質の影響や、斜面崩壊といった応力変化以外の影響を受けているためと考えられる。このことより、Q^<-1>値をモニタリングすることにより、延性領域といった地下深くの応力変化を捉えることができる可能性があることが分かった。

为了阐明地壳上负载的压力变化与地震波的衰减率之间的关系，我们构建了一个接近实际地壳的数值模型。具体而言，使用有限元方法通过静态弹性分析确定地壳模型中的应力分布，然后使用有限差异方法通过波传播计算确定Q值（从地震波的衰减速率获得的索引）。结果，发现Q^<-1>值随着应力的大小增加而逐渐增加。此外，由于q^<-1>值是从地下传播的地震波确定的，因此发现它们反映了应力变化地下。换句话说，它在局部受到影响的可能性较小，例如在表面附近的不均匀性上的应力集中，并表明整个区域的应力场发生变化。该结果表明，使用Q^<-1>值可以允许检测到对内陆地震发生行为产生重大影响的地壳延性区域（深度15km-40km）的应力变化。已验证上述数值计算的结果是否在实际数据中也有效。具体而言，我们检查了2008年宫宫内地震之前和之后的应力变化，以及2004年的尼加塔县Chuetsu地震。 （1）由q^<-1>值确定的应力变化，（2）（2）应力变化是根据从地震波分析中获得的断层模型计算得出的，以及（3）延性区域内的应力变化是根据根据GPS观测结果确定的地面地面波动计算得出的。发现根据通过地震波分析获得的断层模型，从Q^<-1>值确定的应力变化与应力变化（在延性区域中）的趋势非常相似。另一方面，发现由地面波动确定的延性区域的应力变化表现出与Q^<-1>值不同的趋势，并且从断层模型获得的应力变化。这被认为是因为非均匀性在地面附近的影响以及除压力变化（例如斜率塌陷）以外的其他影响。这表明，通过监视Q^<-1>值，可以捕获应力变化深层地下，例如延性区域。

项目成果

Stress field monitoring usinf seismic scattering

使用地震散射进行应力场监测

• 发表时间: 2012
• 期刊: SEG Technical Program Expanded abstract
• 作者: Okamoto;et al.
• 通讯作者: et al.

数値実験による地震波散乱現象と地殻応力の関係性の解明

通过数值实验阐明地震波散射现象与地应力的关系

• 发表时间: 2012
• 作者: Kato K;Wakai J;Matsuda H;Kusakabe T;Yamamoto Y;Kyosuke Okamoto;岡本京祐;Kyosuke Okamoto;岡本京祐
• 通讯作者: 岡本京祐

Relationship between attenuation of coda wave and crustal stress

尾波衰减与地应力的关系

• 发表时间: 2013
• 作者: Kato K;Wakai J;Matsuda H;Kusakabe T;Yamamoto Y;Kyosuke Okamoto;岡本京祐;Kyosuke Okamoto
• 通讯作者: Kyosuke Okamoto

Relationship between Coda-Q and Variation of Stress : Case study

Coda-Q 与应力变化之间的关系：案例研究

• DOI: 10.1190/segj112013-119
• 发表时间: 2013
• 期刊: Proc. of the 11th SEGJ International Symposium
• 作者: Okamoto;et al.
• 通讯作者: et al.

Numerical study on a relationship between scattering seismic wave and stress field

散射地震波与应力场关系的数值研究

• 发表时间: 2012
• 作者: Kato K;Wakai J;Matsuda H;Kusakabe T;Yamamoto Y;Kyosuke Okamoto;岡本京祐;Kyosuke Okamoto;岡本京祐;Kyosuke Okamoto
• 通讯作者: Kyosuke Okamoto