調和波動人工震源のフェイズドアレイによる深部活断層探査手法の開発

谐波人工震源相控阵深部活断层勘探方法研究进展

• 批准号: 10128206
• 负责人: 東原 紘道
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10128206/
• 关键词: 地下探査; 制御震源; 地震予知; 弾性波トモグラフィ; 地震動シミュレーション

本研究の最終目標は,レベル2地震動を活断層情報から構成する試みの一つであって,内陸地震の震源域を直接モニターする技術の開発である。本研究においては,これまで開発を進めてきた地下探査技法の高度化を進めた。すなわち精密制御人工震源の性能試験を詳細なものにするとともに,多数の人工震源と地震計の時刻を一括管理するフェイズドアレイの運用に必要な波形分析ソフトの開発と試験,特にフェイズドアレイが極めて多様な波動場を生成できることから,目的に応じて最適な位相配分を決定する数学理論の開発を重点的に進めた。その骨子は以下のとおりである。(1)精密制御震源は,非アレイの単体仕様であれば,既に国内の他機関によって試験が進められている。しかし,そのモデルは,支承の摩擦が大きいため,いろいろな問題を生じている。そこで私たちは数個の支承の方式を考案して比較設計を行って低摩擦支承を実現したのであるが,それだけ構造の精度が高まったため,耐久性が低下した虞が生じた。そこで本研究において確認試験運転の計測項目を強化した。結果として、所期の耐久性が確認された。(2)本研究の装置によって得られるのは,放射したコヒーレントな調和波動が,地下の応力集中域=非弾性ひずみの局所化域との相互作用の結果生じると予想される散乱波であるから,これのアレイ記録から,標的の位置決めや同定された標的の動態監視のためにインバージョンを行なう必要がある。このインバージョンアルゴリズムを構築するためには,その基礎となる弾性波動の高精度計算アルゴリズムが必要である。そこで成層地盤中の波動に関する数学理論の研究を行なった。(3)成層モデルでは近似できないまでに不均質性の強い地盤における波動場を解析するために,メガオーダーの自由度を有する大規模3次元差分法のプログラムを開発した。さらに(2)と(3)の研究結果を既往の地震記録に適用して,その精度を検討した。(4)本研究はさらに,衛星通信を活用した広域フェイズドアレイ運用で,照射する波動エネルギーの集束を実現して,従来の速度トモグラフィ法だけでなく,散乱構造の局所的変化の検出という,実現すれば空間分解能のきわめて高い方式を開発する目的で,フェイズドアレイの運用方法の最適問題を研究した。

This study the goal の は, レ ベ ル を 2 earthquake active fault information か ら constitute す る try み の a つ で あ っ て, inland earthquake の source domain を directly モ ニ タ ー す る technology の open 発 で あ る. This study にお にお て て めた, を れまで developed を into めて た た underground exploration techniques <s:1> advanced を into めた. Artificial source の す な わ ち precision suppression performance test を detailed な も の に す る と と も に, most の artificial source と seismometer の moment を a enclosed management す る フ ェ イ ズ ド ア レ イ の に necessary な waveform analysis ソ フ ト の open 発 と test, special に フ ェ イ ズ ド ア レ イ が extremely め て others more な wave generated を で き る こ と か ら, purpose に 応 じ て optimum The な matching part を determines the する mathematical theory <s:1> development を key points に into めた. Youdaoplaceholder0 そ bone そ below とお とお である である. (1) To precisely control the seismic source る, non-ア レ local 単 body model であれば, that is, に domestic <s:1> related によって experiments が enter められて められて る る. し か し, そ の モ デ ル は, large bearing friction の が き い た め, い ろ い ろ な problem を raw じ て い る. そ こ で private た ち は several の bearing し を の way test case design line を っ て compare て low friction bearing を be presently し た の で あ る が, そ れ だ け tectonic の high precision が ま っ た た め, low durability が し た danger が raw じ た. Youdaoplaceholder0 で で this study にお にお て て confirmed that the experimental operation 転 and the measurement items を enhanced た. The results と て て and the expected <s:1> durability が confirm された. Device (2) this study の に よ っ て have ら れ る の は, radiation し た コ ヒ ー レ ン ト な harmonic wave が, underground の 応 force concentrated domain = non 弾 ひ ず み の bureau field と の interaction の result born じ る と to think さ れ る scattered wave で あ る か ら, こ れ の ア レ イ record か ら, mark の position definitely め や be さ れ た mark の dynamic monitoring の た め に イ Youdaoplaceholder0 バ ジョ ジョ を を を lines なう necessary がある. こ の イ ン バ ー ジ ョ ン ア ル ゴ リ ズ ム を build す る た め に は, そ の based と な る 弾 fluctuations の high-precision calculation ア ル ゴ リ ズ ム が necessary で あ る. Youdaoplaceholder0 で で the <s:1> wave に in the layered territory is related to the する mathematical theory <e:1> that studies the を field なった. (3) stratified モ デ ル で は approximate で き な い ま で に heterogeneity strong の い turf に お け る wave field analytical す を る た め に, メ ガ オ ー ダ ー の freedom を have す る massive three dimensional difference method の プ ロ グ ラ ム を open 発 し た. Youdaoplaceholder0 (2)と(3) <s:1> research results を previous <s:1> seismic records に applicable そ て,そ accuracy を検 for た た. (4) this study は さ ら に, satellite communications を use し た hiroo domain フ ェ イ ズ ド ア レ イ で, illuminate す る fluctuations エ ネ ル ギ ー の cluster を be presently し て, 従 to の speed ト モ グ ラ フ ィ method だ け で な く, scattered structure の variations of bureau の 検 out と い う, be presently す れ ば space decomposition can の き わ め て high way い を open 発 す で る purpose, フ ェ イ Youdaoplaceholder0 た <s:1> application method <e:1> optimal problem を study た た.

项目成果

M.Hori and J.Kubo: "Analysis of probabilistic distribution and range of average stress in each phase of heterogeneous materials" J.Mech.Phys.Solids. Vol.46.No.3. 537-556 (1998)

M.Hori 和 J.Kubo：“异质材料各相的概率分布和平均应力范围分析”J.Mech.Phys.Solids。

東平光生: "離散および連続スペクトルの固有関数を用いた成層弾性波動場のGreen関数表現" 土木学会論文集. No.605/1-45(in press). (1999)

Mitsuo Tohira：“使用离散和连续谱本征函数的分层弹性波场的格林函数表示”，日本土木工程师学会论文集第 605/1-45 号（出版中）。

東平光生: "スカラー成層波動場のGreen関数のスペクトル測度を用いた表現"応用力学論文集. vol.1. 585-594 (1998)

Mitsuo Tohira：“使用标量分层波场格林函数的光谱测量表示”《应用力学杂志》第 1 卷（1998 年）。

M.Hori and H.Morihiro: "Micromechanical analysis on deterioration due to freezing and thawing in porous brittle materials" International Journal of Engineering Sciences. Vol.36.No.4. 511-522 (1998)

M.Hori 和 H.Morihiro：“多孔脆性材料冻融劣化的微观力学分析”国际工程科学杂志。

Ha Dong-Ho.,Higashihara H: "Wave field generated by laterally vibrating source attached to the surface of elastic half space" 土木学会論文集. No.584/1-12. 1-10 (1998)

Ha Dong-Ho.，Higashihara H：“弹性半空间表面上的横向振动源产生的波场”日本土木工程师学会会议记录第 584/1-10 号（1998 年）。