2017 Fiscal Year Annual Research Report
An elasto-plastic theory for formation of stick-slip and failure in decollement zone under the deep seabed
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16K14305
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
飯塚 敦 神戸大学, 都市安全研究センター, 教授 (40184361)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹山 智英 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (00452011)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | デコルマ帯 / 粘土鉱物の変質 / 地盤力学 / 弾塑性構成式 / 土／水連成解析 / アスペリティー / スロースリップ地震 / 海溝型地震メカニズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，デコルマ帯の滑り込み部表層を対象に，スメクタイトからイライトへの変質を考慮した弾塑性構成モデルを開発し，土/水連成の力学体系に組み込んだ．考慮した項目は，スメクタイトの層間水の脱水，イライト化に伴う摩擦特性の変化及び，ダイレイタンシー特性の変化である．本研究で提案したモデルでは，イライト含有量が多いほどせん断強度が大きくなり，このことは実験事実に整合する．ただし，実際のデコルマ帯では，プレート沈み込みに伴うせん断力を受けながら変質していると考えられるが，そのせん断が変質に及ぼす影響については実験事実も見当たらず，未解明な部分が少なくない．そこで，プレート沈み込みを想定して，せん断力を受けながらデコルマ帯が変質する場合の数値シミュレーションを行なった．その結果，変質に伴う過剰間隙水圧の発生が現れ，この過剰間隙水圧の発生は，デコルマ帯付近で観測された事実と良く整合していた．さらに，数値シミュレーションから，変質に伴い過圧密化することにより，せん断力を受け続けるとやがて軟化して強度が低下することが分かった．このことは，デコルマ帯で固着が生じ，ゆっくり地震が発生するメカニズムに一致する．このように，スメクタイトのイライト化を表現することで得られた力学挙動から，デコルマ帯における固着とゆっくり地震を連続的に説明することができる．スメクタイトのイライト化という土質性状の変化を理論化することで，今までばらばらに議論されていたデコルマ帯における過剰間隙水圧の発生とプレート境界浅部の固着メカニズムを同時に満足する説明できるばかりでなく，ゆっくり地震の発生メカニズムの説明にも繋がることが分かった．
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