横ずれ断層変位に伴う周辺岩盤の3次元的な変形・破壊メカニズムの解明に関する研究

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16360241
• Research Institution: Central Research Institute of Electric Power Industry
• Principal Investigator: 金谷 守 (財)電力中央研究所, 地球工学研究所, 上席研究員 (00371427)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上田 圭一 (財)電力中央研究所, 地球工学研究所, 上席研究員 (40371405) ; 小早川 博亮 (財)電力中央研究所, 地球工学研究所, 主任研究員 (30371412) ; 澤田 昌孝 (財)電力中央研究所, 地球工学研究所, 主任研究員 (80371417)
• Keywords: 横ずれ断層 / 断層変位 / 岩盤 / 3次元 / 変形 / 破壊

Research Abstract

1.横ずれ断層系の形態の実態把握
岩盤内の横ずれ断層系の形態と周辺変形帯の実態を把握するため,海食台などにおける横ずれ断層系の現地調査と横ずれ型活断層系を対象とした文献調査を実施した。横ずれ断層沿いの変形帯は,不連続的な変形を示すフラクチャーゾーンとその外側の連続的な変形を示すゾーンからなる。地表地震断層において変形帯の幅は個々の地震断層特性によっても変化すると考えられるが,フラクチャーゾーンの幅は数m〜数100mのオーダー,変形帯全体では数10m〜1000m以上のオーダーと推定される。
2.横ずれ断層変位に伴う岩盤の変形,破壊に関する実験的検討
(1)岩石破壊実験
3個の直方体の真鍮ブロック(断層を模擬)と岩石の板2枚(断層周辺岩盤を模擬)により小型断層模型を製作し,剛性三軸試験装置により載荷・破壊実験を実施した。その結果,真鍮ブロック接触面の滑りに伴って岩石板に亀裂が伸展した。また,横ずれ断層変位に伴って発生することが知られているリーデルせん断により,岩石板が破壊されていることを破壊面の観察およびX線CTを用いた観察によって確認した。また,滑り量の増加とともにリーデル線亀裂の開口幅が増加するのに対して,リーデル線の亀裂長は滑り量が増加しても一定の範囲に収束することが分かった。
(2)横ずれ断層模型実験
横ずれ断層系の形態ならびに周辺変形帯の特徴,断層帯・変形帯の分布幅などがどのように変化するのかを明らかにするため,模擬岩盤の物性を変化させた断層模型実験を実施した。模擬岩盤は,豊浦標準砂,石膏,水を混合し,それらの混合比を変化させて作成した。変位初期の段階では,雁行状のリーデルせん断群の発達に伴い,リーデルせん断がステップする箇所や圧縮性ジョグ部において,プレッシャーリッジ(バルジ,Push-up)が形成され,他の箇所に比べ変形帯の幅が広くなる。この変形帯の幅は岩盤の内部摩擦角と粘着力が大きいほど広くなると考えられる。