2019 Fiscal Year Annual Research Report
Influence of rapid healing induced by fault sintering on Earthquake cycles
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17K05645
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
谷川 亘 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 主任研究員 (70435840)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 焼結 / 透水係数 / 摩擦係数 / 地震 / 断層 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地震性剪断変形にともなう焼結現象が断層の力学的挙動に及ぼす影響を評価するために、（１）流体飽和環境下での摩擦透水試験（２）瞬間高温加熱実験（３）摩擦振動音の計測実験の3つの実験をベースに研究を実施した。
摩擦透水試験は一定速度実験と速度急変実験を実施し、それぞれの実験結果から得られる透水係数変化のすべり速度依存性を比較したところ、いずれも速度が早くなるほど透水係数が増加する傾向がみとめられた。さらに、速度急変実験の結果からも、一定速度実験でえられた速度依存性を再現できることがわかった。すべり面の凹凸と試料膨張の計測の結果から、速度の増加に伴う透水性の急激な増加は主に摩擦発熱と間隙水圧の増加に伴う流路幅の増加だということが考えられる。また、すべり終了後、多くの実験では透水係数はすべり前の値まで戻っており、極度な低下や増大は認められなかった。以上の結果は飽和流体環境下では焼結、もしくは焼結にともなう空隙密度の低下が引き起こされないことを示唆している。
一方、瞬間高温加熱実験では800°～1200°までの粉体をはさんだハンレイ岩の岩石ブロックを電気加熱炉に入れて約1分間の加熱実験を実施した。その結果、1分間で焼結を引き起こすには1200°以上必要であることがわかった。
また、摩擦振動音の計測実験では、摩擦実験中に発生する可聴音をマイクロフォンで計測したところ、高速すべり時にはすべり開始時に200Hz程度の高周波が発生することがわかった。本結果を応用することにより、焼結が発生するタイミングと焼結がすべり挙動へ与える影響を間接的に評価できる可能性がある。
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