1997 Fiscal Year Annual Research Report
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08454120
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| Research Institution | Earthquake Research Institute, University of Tokyo |
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Principal Investigator |
嶋本 利彦 東京大学, 地震研究所, 教授 (20112170)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅田 康弘 京都大学, 防災研究所, 助教授 (10025421)
清水 以知子 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (40211966)
松浦 充治 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (00114645)
山下 輝夫 東京大学, 地震研究所, 教授 (10114696)
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| Keywords | 断層 / 地震 / シュードタキライト / 断層の構成則 / 高速摩擦 / 摩擦熔融 / 地震の発生過程 / 地震性断層運動 |
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| Research Abstract |
地震時の断層の挙動は,我々が通常想像するよりも遥かにダイナミックである.大地震の発生時には,断層は静止した状態から高速に加速されて,数m規模に達する大きな変位をする.本研究の目的は,断層が高速で大変位をする時の性質(高速摩擦構成則)が地震の発生過程に与える影響を調べることである.研究成果は以下の通りである.
(1)回転間隙水圧式高速摩擦試験機を設計・製作した(本研究の最大の成果).この試験機ではステンレス製圧力容器に50MPa以下の水圧(=間隙圧),500℃以下の温度を加え,円筒形試料を用いて高温熱水条件下で高速摩擦試験を行うことが可能である.平成9年度は,高温用の加熱炉を製作した.試運転にも成功し,この試験機の製作によって,断層の性質を高速・大変位・含水条件下で世界に先がけて調べることが可能になった.またこの試験機は,高速腐食条件下における物質の摩擦・磨耗の性質を調べる道を開き,多くの工業的な応用が期待される.
(2)1990年に設計・製作した回転式高速摩擦試験機を用いて,ハンレイ岩の高速摩擦の性質の全貌を明らかにした.その結果,すべり速度の増加とともに断層の摩擦抵抗は一旦増加し,さらに速度が増加すると熱破壊または摩擦熔融の影響によって摩擦抵抗が急に減少することが示された.
(3)高速摩擦の性質に基づいて地震の2段階発生論を提唱した.この説は,既存の断層の構成則に基づいて予想される地震の震源核が不安定になって断層が加速すると,高速領域にはいってvelocity strrengtheningのバリアによって断層の加速が抑えられ,断層がこのバリアを乗り越えた時に地震の発生に至るというものである.地震の第2種空白域がこのモデルによって説明できる可能性がある.
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[Publications] Tsutsumi,A. and Shimamoto,T.: "Frictional properties of monzodiorite and gabbro during seismogenic fault motion" Journal of Geological Society of Japan. 102. 240-248 (1996)
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[Publications] 嶋本利彦・新井孝志: "オーストラリア中央部・マスグレーブ山地における大規模シュードタキライトの野外調査と地震の発生過程の研究" 地学雑誌. 106. 419-425 (1997)
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[Publications] Tsutsumi,A. & Shimamoto,T.: "High-velocity frictional properties of gabbro" Geophysical Research Letters,Am.Geophys.Union. 24. 699-702 (1997)
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[Publications] Kawamoto,E. & Shimamoto,T.: "Mechanical Behavior of Halite and Calcite Shear Zones from Brittle to Fully-Plastic Deformation and A Revised Fault Model" Proceedings of the 30th International Geological Congress,Beijing. 14. 89-105 (1997)
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[Publications] Shimizu,I.: "The nonequilibrium thermodynamics of intracrystalline diffusion under nonhydrostatic stress" Philosophical Magazine. A,75. 1221-1235 (1997)
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[Publications] 嶋本利彦, ほか5名: "トクトニクスと変成作用(原 郁夫先生退官記念論文集),創文(東京)" 断層岩と断層のレオロジー, 314-332 (1996)
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[Publications] 嶋本利彦: "地殻の形成(岩波講座地球惑星科学8),岩波書店(東京)" 地殻の変形とテクトニクス, 183-255 (1997)
