| Project Area | Science of Slow to Fast Earthquakes |
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| Project/Area Number |
21H05201
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (II)
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
濱田 洋平 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 主任研究員 (80736091)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤内 智士 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 講師 (10632557)
波多野 恭弘 大阪大学, 大学院理学研究科, 教授 (20360414)
山口 哲生 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (20466783)
野田 博之 京都大学, 防災研究所, 准教授 (50619640)
堤 昭人 京都大学, 理学研究科, 准教授 (90324607)
山下 太 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 巨大地変災害研究領域地震津波発生基礎研究部門, 主任研究員 (90374165)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2025)
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| Budget Amount *help |
¥137,540,000 (Direct Cost: ¥105,800,000、Indirect Cost: ¥31,740,000)
Fiscal Year 2025: ¥28,990,000 (Direct Cost: ¥22,300,000、Indirect Cost: ¥6,690,000)
Fiscal Year 2024: ¥33,540,000 (Direct Cost: ¥25,800,000、Indirect Cost: ¥7,740,000)
Fiscal Year 2023: ¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2022: ¥32,760,000 (Direct Cost: ¥25,200,000、Indirect Cost: ¥7,560,000)
Fiscal Year 2021: ¥25,090,000 (Direct Cost: ¥19,300,000、Indirect Cost: ¥5,790,000)
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| Keywords | Slow-to-Fast地震 / 力学試験 / 非平衡物理 / 物理化学素過程 / 数値実験 / 非平衡物理学 / 力学実験 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、Slow地震やFast地震の物理化学素過程を解き明かすことを目的としている。特にその中でも「水はSlow-to-Fast現象に対してどのような役割を担っているのか」「構造・物性不均質はどのようにSlow-to-Fast地震の発生や発展に影響するのか」「微小領域物理での物理化学素過程はどのように巨視的な構成則に反映されるのか」に着目し、摩擦試験機や大型試験機による実験と、コンピュータによる数値実験を組み合わせ、これらの解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では力学実験と物理モデリングを両輪とした新たな「物質科学」を創出して、Slow-to-Fast地震を支配している物理化学プロセスを紐解き、そのプロセスを地震予測モデルに組み込むことを目指している。当該年度では、研究計画の第2段階として、前年度までに導入した装置・設備を用いた力学試験と数値実験を継続実施した。
水圧―トルク制御式摩擦試験機を用いた強度回復実験では、トルク制御の改良を行い、すべりが生じた場合にもトルクを一定に保つ実験を可能とし、乾燥状態でのスメクタイト粘土の加速特性を取得した。低速から中・高速にわたる摩擦試験では、遠洋性シルト岩を用いた大型リング剪断試験を行い、非排水条件下での有効応力の減少に伴う断層強度の低下や、すべり時の間隙圧上昇によってすべり弱化距離が著しく短縮されることを明らかにした。さらに、長尺岩石試験片を用いた摩擦試験では、異なるスケールで実施したガウジ摩擦試験の結果を比較し、速度―状態依存摩擦則のパラメータの一部にスケール依存性があることを示した。加えて、非平衡物理モデリングにより、速度強化領域と速度弱化領域がランダムに分布する系では、両者の面積割合が拮抗する場合に複雑なすべり挙動が生じることを確認した。たとえば、局所的な遅いすべりが断層面の異なる位置で交互に発生するサイクルが観察された。一方で、速度強化または弱化領域の面積割合がどちらかに偏る場合、摩擦の不均質性はすべりの安定性に大きな影響を及ぼさず、多数派の性質によって断層面全体のすべり特性が支配されることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通り、整備した実験装置・数値計算器を用いた実験が進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、整備された実験環境を用いて実験やデータ解析を実施する。当初の予定通り、種々の実験の実施と物理モデリングとの融合に向けた実験と議論をおこない、Slow-to-Fast地震を支配している物理化学プロセスの解明を目指す。
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