レーザードップラー振動計によるBiot slow waveの検証

• Project/Area Number: 21654063
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Solid earth and planetary physics
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 米田 明 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (10262841)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡邊 了 (渡邉 了) 富山大学, 理学部, 准教授 (30262497)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2010: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2009: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: 固体液体共存系 / スローウェーブ / 有限要素法 / 粒子法 / レーザードプッラー振動計 / コネクティビティ / 多孔質体 / 弾性波速度 / 固体液体混成系 / ビオスローウェーブ / 複合弾性 / レーザードップラー計測

Research Abstract

実験では岡山大学において、ガラスビーズを半焼結した多孔質体試料を作成し水中における伝播実験を実施した。本測定はレーザードップラー計での測定の予備実験と位置づけられるものであるが、本測定においては先行研究におけるBiot Slow Waveに該当するファーズは確認できなかった。レーザードップラー計での測定のためのX-Y駆動システムのハード・ソフト開発を行ったが本年度中に完成に至らず、レーザードップラー振動計による多孔質体を通過する波の振動形態を実測する実験は実施できなかった。理論面では、予備解析で行ったタンク-パイプモデルを実際の多孔質岩石系での適用を目指して、有限要素法ではなく粒子法という新しい手法を取り入れることを試みた.粒子法はメッシュを必要としない手法であり本現象のモデリングに適しているが、新しい手法であるため計算コードを自主開発する必要があり、固体液体連成系の解析を実施するまでには至らなかった。
一方、富山大学においては、封圧,間隙流体圧を独立に制御しながら,含水多孔質媒質の弾性波速度,電気伝導度を測定できるシステムを開発した。多孔質媒質の弾性的性質と液相輸送特性とを同時に測定できるシステムであり,封圧依存性から空隙の形状についての情報も得ることができる.Biot Slow Waveの作業媒質の物性を謂べる上で強力なツールとなるものである。有効封圧の変化に対して,弾性波速度と電気伝導度がそれぞれ特徴的な応答を示す興味漂い結果が得られている

Research Products

• [Journal Article] Seismic velocity in antigorite-bearing mylonites (2011)
  • Author(s): Watanabe, T., Shirasugi, Y., Yano, H., Michibayashi, K.
  • Journal Title: Geological Society, London, special Publication Volume: (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The effect of inclusions on macroscopic composite elasticity : A systematic finite-element analysis of constituent and bulk elastic properties (2010)
  • Author(s): Yoneda, A., Sohag, F.H.
  • Journal Title: J.Phys.: Conference Series Volume: 215
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thermal diffusivity, thermal conductivity and heat capacity of serpentine (antigorite) under high pressure (2010)
  • Author(s): Osako, M., Yoneda, A., Ito, E.
  • Journal Title: Phys.Earth Planet.Inter Volume: 183 Pages: 229-233
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Adiabatic temperature profile in the mantle (2010)
  • Author(s): Katsura, T., Yoneda, A., Yamazaki, D., Yoshino, T., Ito, E
  • Journal Title: Geological Society, London, Special Publication Volume: 183 Pages: 212-218
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Geometry of intercrystalline brine in plastically deforming halite rocks : inference form electrical resistivity (2010)
  • Author(s): Watanabe T.
  • Journal Title: Phys.Earth Planet.Inter Volume: 332 Pages: 69-78
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stability and bulk modulus of Ni₃, a new nickel sulfur compound, and the melting relations of the system Ni-NiS up to 10GPa (2010)
  • Author(s): Urakawa, S., Matsubara, R., Katsura, T., Watanabe, T., Kikegawa, T.
  • Journal Title: American Mineralogist Volume: 96 Pages: 558-565
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thermal expansion of forsterite at high pressures detemined by in situ X-ray diffraction : the adiabatic geotherm in the upper mantle, (2010)
  • Author(s): T.Katsura, et al.
  • Journal Title: Phys. Earth Planet. Inter., 174, 86-92, 2009. 174 Pages: 86-92
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Single Crystal Growth of Wadsleyite (2010)
  • Author(s): A.Shatskiy, K.Litasov.T.Matsuzaki3, K.Shinoda, D.Yamazaki3, A.Yoneda, E.Ito, T.Katsura :
  • Journal Title: American Mineragist ; August-September ; ., 94, 1130-1136, 2009. 94 Pages: 1130-1136
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A. Nakamura : A new 6-axis apparatus to squeeze the Kawai-cell of sintered diamond cubes (2009)
  • Author(s): E.Ito, T.Katsura, D.Yamazaki, A, Yoneda, M.Tado, T.Ochi, E.Nishibara,
  • Journal Title: Phys. Earth Planet. Inter., 174, 264-269, 2009. 174 Pages: 264-269
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] P-V-T relations of MgSiO3 perovskite determined by in situ X-ray diffraction using a large-volume high-pressure apparatus, (2009)
  • Author(s): T.Katsura, et al.
  • Journal Title: Geophys. Res. Lett., 36, L01305, 2009. 36
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] P-V-T relations of adsleyite determined by in situ X-ray diffraction in a large-volume high-pressure apparatus. (2009)
  • Author(s): T.Katsura, et al.
  • Journal Title: Geophys. Res. Lett., 36, L11307. 2009. 36
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Texture of(Mg, Fe)SiO3 perovskite and ferro-periclase aggregate : implications for theology of the lower mantle, (2009)
  • Author(s): D.Yamazaki, T.Yoshino, T.Yatsuzaki, T.Katsura, A.Yoneda :
  • Journal Title: Phys. Earth Planet. Inter., 174, 138-144, 2009. 174 Pages: 138-144
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Heat capacity measurement under high pressure : a finite element method assessment, (2009)
  • Author(s): A.Yoneda, M Osako, E.Ito :
  • Journal Title: Phys. Earth Planet. Int., 174, 309-314, 2009. 174 Pages: 309-314
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Equation of state of antigorite at high pressure and temperature (2010)
  • Author(s): Watanabe, T., Urakawa, S., Kikegawa, T.
  • Organizer: American Geophysical Union 2010 Fall Meeting
  • Place of Presentation: サンフランシスコ(米国)
  • Year and Date: 2010-12-14
• [Presentation] Elastic Constants of Single Crystal Stishovite Determined by High Frequency Resonant Ultrasound Spectroscopy (HRUS) (2010)
  • Author(s): Yoneda, A、Cooray, T、Shatskiy, A、Sohag, H
  • Organizer: American Geophysical Union 2010 Fall Meeting
  • Place of Presentation: サンフランシスコ(米国)
  • Year and Date: 2010-12-13
• [Presentation] Porosity and inclusion effects on macroscopic composite elasticity in terms of the two dimensional finite element method analysis (2010)
  • Author(s): Yoneda, A., Sohag, F.
  • Organizer: Tandem Symposium on Deep Earth Mineralogy
  • Place of Presentation: 武漢市(中国)
  • Year and Date: 2010-11-06
• [Presentation] 高周波共振法によるステショバイトの結晶弾性 (2010)
  • Author(s): 米田明、タイタス・コレ、アントン・シャツキー
  • Organizer: 第51回高圧討論会
  • Place of Presentation: 仙台市戦災復興記念館(宮城県)
  • Year and Date: 2010-10-22
• [Presentation] 含水珪酸塩の高圧下の熱的性質 (2010)
  • Author(s): 大迫正弘、米田明、米原実秀
  • Organizer: 第51回高圧討論会
  • Place of Presentation: 仙台市戦災復興記念館(宮城県)
  • Year and Date: 2010-10-21
• [Presentation] 蛇紋岩化したマントルの地震学的イメージ (2010)
  • Author(s): 渡辺了
  • Organizer: 日本地質学会117年学術大会
  • Place of Presentation: 富山大学(富山県)
  • Year and Date: 2010-09-18
• [Presentation] Temperature dependence of elastic wave velocities of serpentinite mylonite at 1 GPa (2010)
  • Author(s): Watanabe, T., Yano, H., Michibayashi, K., Yoneda, A.
  • Organizer: 2010 Western Pacific Geophysics Meeting
  • Place of Presentation: 台北市(台湾)
  • Year and Date: 2010-06-22
• [Presentation] 共振法による単結晶スティショバイトの弾性定数測定 (2010)
  • Author(s): 米田明、タイタス・コレ、ソハグ・ハサン
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)
  • Year and Date: 2010-05-26
• [Presentation] The effect of inclusions on macroscopic composite elasticity : A systematic finite-element analysis of constituent (2010)
  • Author(s): ソハグ・ハサン・米田明
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)
  • Year and Date: 2010-05-26
• [Presentation] 物性測定から流体分布を探るための高温高圧実験装置 (2010)
  • Author(s): 渡辺了
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)
  • Year and Date: 2010-05-25
• [Presentation] 東赤石岩蛇紋岩の地震波速度 (2010)
  • Author(s): 白杉勇人, 渡辺了, 水上知之, 西井彩, ウォリス・サイモン, 道林克禎
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)
  • Year and Date: 2010-05-23
• [Presentation] アンチゴライトの低熱伝導率とスラブ上の熱絶緑層の可能性 (2010)
  • Author(s): 大迫正弘、米田明、伊藤英司
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉県)
  • Year and Date: 2010-05-23
• [Presentation] Pore effect on macroscopic physical properties I : Composite elasticity determined using a two dimensional buffered layer FEM model, (2009)
  • Author(s): A.Yoneda :
  • Organizer: AIRAPT
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-07-27
• [Presentation] 有限要素法による扁平空孔系の巨視的弾性解析とクラック効果への応用 : (2009)
  • Author(s): 米田明
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • Place of Presentation: 千葉市
  • Year and Date: 2009-05-18
• [Remarks]
  • URL: http://www.misasa.okayama-u.ac.jp/jp/
• [Remarks]
  • URL: http://www.misasa.okayama-u.ac.jp/~hacto/
• [Remarks]
  • URL: http://www.misasa.okaysma-u.ac.jp/~hacto/