2017 Fiscal Year Annual Research Report
Elasticity and anelasticity of polycrystalline material containing dislocations; toward understanding of seismic images in the mantle
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15K13560
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
武井 康子 東京大学, 地震研究所, 教授 (30323653)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 転位 / 非弾性 / 地震波減衰 / 多結晶体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
岩石の非弾性は地震波の分散と減衰を引き起こすため，その解明は地震学的にも重要である．しかし，転位が非弾性に与える影響については，実験上の難しさから，わずかな研究しかなく，よくわかっていない．そこで我々は，ボルネオール（有機物結晶）の多結晶体を用いて，転位由来の非弾性の振る舞いを実験的に解明することを目指している．ボルネオール多結晶体の流動則は，差応力1MPa付近で拡散クリープから転位クリープへと遷移し，転位クリープ後の試料には，転位による粒界移動が認められる．そこで，転位クリープさせた試料の非弾性を測定したところ，転位クリープさせていないものに比べて100Hz以下のヤング率が顕著に減少することがわかった．減衰スペクトルにも若干の増大が認められたが，転位による非弾性緩和の主要部分は，強制振動実験の上限周波数である100Hzと超音波周波数10MHzの間にあることもわかり，減衰スペクトルの顕著な変化を直接捉えることはできていない．また，非弾性測定中に転位の消滅が生じていると思われるヤング率の回復を観測した．これまでの実験では，非弾性測定をクリープ実験とは別の装置で行う必要があったため，非弾性測定の前に試料の除荷や冷却が必要で，その際に転位の回復などが生じる可能性があった．
そこで，今年度は，転位クリープ中にその場で非弾性測定を行う新しい実験システムの開発を行った．試料を高差応力下で転位クリープさせることのできる変形実験装置に，微小な振動応力を加えるための圧電アクチュエータを取り付けた．また，微小振動の変位を高精度で測定できるレーザー変位計を取り付けた．ブランクテストによってこの装置の動作を確認した．また，非弾性のその場測定実験のデータを解析するための下準備として、すでに得られているクリープカーブを用いて、転位クリープ中の転位密度の時間変化の推定手法を開発した．
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