巨大直接剪断試験機によるすべり核形成過程の解明 地すべり地域をスケールモデルとした精密観測および物質科学研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15340173
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 坂口 有人 独立行政法人海洋研究開発機構, 固体地球統合フロンティア研究システム, 研究員 (80304666)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横山 俊治 高知大学, 理学部・自然環境科学科, 教授 (20325400) ; 加藤 愛太郎 独立行政法人海洋研究開発機構, 固体地球統合フロンティア研究システム, 研究員 (20359201) ; 氏家 恒太郎 独立行政法人海洋研究開発機構, 固体地球統合フロンティア研究システム, 研究員 (40359188) ; 末峯 章 京都大学, 防災研究所, 助教授 ; 橋本 善孝 高知大学, 理学部・自然環境科学科, 助手 (40346698)
• Keywords: 摩擦挙動 / 地すべり / すべり核 / 断層 / 間隙水圧

Research Abstract

地震発生の直前に震源断層深部では準静的なすべり核が成長発達して、そして動的破壊へと至るものと一般に推測されている。しかしすべり核の成長過程における剪断帯の構造発達過程、間隙水圧変化などはよくわかっていない。そこで地すべり地帯を巨大な剪断試験機に見立てて、すべり核の動態およびすべり面の物質解析を計画している。
本年は高知県吾川郡吾北村打木の地すべり地帯を対象に、精密動態観測及びすべり面コア採取を行った。この地すべり地帯は、防災監視を目的とした長インターバル(約1ヶ月おき)の観測によって通常は停止しており、高降雨時に約数mm〜数cm移動した後停止するという活動を繰返すことがわかっている。そこで2003年8月の高降雨時に孔内傾斜計および孔内水位計によって精密動態および間隙水圧変化観測を実施した。
その結果、降雨数時間後に地下水位の上昇が始まり、地すべり地塊中腹部の観測孔は、すべり面付近幅数mにわたって山側に傾斜し、その後すべり面粘土層下部が48時間以上かかって約5mm移動したことが観測された。これはすべり活動初期において、すべり面付近が間隙水圧の上昇に伴ってダイレータンシーを引き起こし、最終的には歪みの局所化を引き起こした過程を精密に観測したものと解釈される。
このようなすべり面の動態と変形組織および物性値との対応関係を明らかにするために、間隙水圧が十分に低下した冬期にボーリングを行い、深度約30mで厚さ50cm程度のすべり粘土層が採取された。現在X線CT、γ線透過量、帯磁率、伝導度、間隙率、粒子密度等分析中である。