3次元均質等方性半空間における拡散弾性波のひずみテンソル成分へのエネルギー分割

科学分野:

• 地球物理学
• 地震学
• 光ファイバーセンシング

背景:

• 分散型光ファイバーセンシング（DAS）は、光ファイバーに沿った高密度な軸ひずみ測定を可能にする。
• 測定されたひずみ成分への地震波エネルギーの分割は、依然として十分に理解されていない。
• 既存の研究は、変位成分へのエネルギー分割に焦点を当てている。

研究 の 目的:

• 拡散波の異なるひずみテンソル成分へのエネルギー分割を定式化すること。
• ひずみ成分への体波と表面波の深さ依存的な寄与を調査すること。
• DASひずみ地震記録の定量的解釈のための枠組みを提供すること。

主な方法:

• 6つの独立したひずみ成分へのエネルギー分割のための理論モデルを開発した。
• 3次元均質等方性半空間における拡散波伝播を解析した。
• ひずみ成分への波の寄与に対する深さの影響を検討した。

主要な成果:

• 表面DAS測定（水平ひずみ）は、せん断水平波とレイリー波が支配的である。
• ボーリング孔DAS測定（鉛直ひずみ）は、当初レイリー波が支配的である。
• 鉛直ひずみに対するレイリー波の寄与は深さと共に急速に減衰し、せん断鉛直波の寄与が持続する。

結論:

• 本研究は、DAS測定における地震波エネルギー分割を理解するための理論的基礎を提供する。
• 本研究結果は、異なる深さと場所における測定ひずみの波動場組成を明らかにする。
• 本研究は、特に後部コーダのDASひずみデータの定量的解釈を容易にする。