2017 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on Earthquake Rupture Propagation Using Large-scale Friction Experiments
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17H02954
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| Research Institution | National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention |
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Principal Investigator |
福山 英一 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波防災研究部門, 総括主任研究員 (60360369)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山下 太 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震津波防災研究部門, 主任研究員 (90374165)
溝口 一生 一般財団法人電力中央研究所, 地球工学研究所, 主任研究員 (50435583)
川方 裕則 立命館大学, 理工学部, 教授 (80346056)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 岩石摩擦 / 地震発生 / 岩石実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
長さ４mの岩石試料を用いた２軸摩擦試験機を立ち上げ、動作確認のための実験を行った。動作確認実験により、試験機が期待通りの動作をしていることを確認した。さらに、模擬断層近くの岩石試料にひずみゲージ、変位計、音響センサーを多点アレーとして設置し、スティックスリップ地震の際の断層の動きとそこに働いている剪断応力や法線応力の変化、不安定滑りによる高周波波動の発生状況を時空間的にモニターすることに成功した。
その結果、岩石試料にせん断変位を一定速度で与え続けると、スロースリップ域が加力とともに増大し、最後に残った固着域(アスペリティ)から不安定な地震性破壊が生成伝播していく様子を捉えることができた。この現象は、巨大地震の際に理論研究から予測されている、プレスリップや前震が発生したのち、巨大地震が発生するというシナリオと符合している。
さらに、多点の変位計による断層変位の時空間モニターにより破壊伝播速度の推定を行うことに成功し、剪断応力と法線応力の応力比の時空間分布との関係から、断層面における強度変化と破壊伝播の関係を調査するための基本的なデータを得ることができた。
これらの実験で得られたデータは、断層近傍で稠密に得られているため、実験室で発生する地震を理論に基づいたシミュレーション研究により再現するための貴重なデータとなっており、次年度以降、数値シミュレーションも併用して、物理現象の理解を進めていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
4m長の岩石試料を用いた岩石摩擦試験機が稼働し、各種データを精度よく得ることに成功した。プロジェクトは、初年度としては、ほぼ、予定通りに進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
プロジェクトは、問題なく進展しているので、特に推進方策の変更はない。
次年度以降は、各種実験条件を設定しての多数の実験を行い、それらの実験データを取得することにより、破壊伝播速度と断層面の性質との関係、断層面の応力蓄積状態や断層面強度分布と破壊の生成伝播の関係を、調べていき、初期破壊の成長、不安定破壊への移行、破壊伝播の加速／減速、supershear破壊伝播モードへの移行などをコントロールする要因を精密に調査していく予定である。
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