1998 Fiscal Year Annual Research Report

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

Research Project

Project/Area Number	10128206
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	東原紘道東京大学, 地震研究所, 教授 (10125891)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大竹雄次東京大学, 地震研究所, 助手 (60282729) 新谷昌人東京大学, 地震研究所, 助手 (30272503) 東平光生東京理科大学, 理工学部・土木工学科, 助教授 (50246691) 堀宗朗東京大学, 地震研究所, 助教授 (00219205)
Keywords	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
Research Abstract	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。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] 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)
[Publications] Megawati K.,Higashihara H: "Crustal structure under the Akashi Kaikyo Bridge as revealed from explosion seismic experiments" 土木学会論文集. No.584/1-12. 11-18 (1998)
[Publications] 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)
[Publications] 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)
[Publications] 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)
[Publications] 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)

1998 Fiscal Year Annual Research Report

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

Principal Investigator

東原 紘道 東京大学, 地震研究所, 教授 (10125891)

Research Products

[Publications] 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)

[Publications] Megawati K.,Higashihara H: "Crustal structure under the Akashi Kaikyo Bridge as revealed from explosion seismic experiments" 土木学会論文集. No.584/1-12. 11-18 (1998)

[Publications] 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)

[Publications] 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)

[Publications] 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)

[Publications] 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)

東原紘道東京大学, 地震研究所, 教授 (10125891)