2022 Fiscal Year Annual Research Report
Does seismic shaking enhance outgassing and decompressional vesiculation ? An experimental appoach
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18K03800
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
隅田 育郎 金沢大学, 地球社会基盤学系, 准教授 (90334747)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 地震 / 粉粒体 / 間隙水圧 / 室内実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では地震によりマグマの中で減圧発泡が起きる条件を、より単純な円筒型の実験系に置き換えて調べている。本年度は水で飽和した粉粒体を振動させた時に間隙水圧が上昇、或いは下降する条件を振動の加速度に加えて、粒径を変えて調べた。昨年度行った装置開発により、粉粒体層の底面において全応力と間隙水圧を同時測定することが可能となった。今年度はこの装置にさらにハイドロフォンを設置し、振動下で粉粒体同士が衝突することにより発生する音の測定ができるようにした。昨年度は一定粒径 d = 0.05 mmの場合について、粉粒体の充填率φ、振動の加速度を変える実験を行った。本年度はさらに粒径dを１桁変えて（d = 0.1、0.4、1 mm）、φ、加速度（無次元加速度Γ＜１からΓ＞１の範囲）を変えて実験を行った。浸透率は粒径の２乗に比例するため、これは浸透率を２桁変化させることに相当する。粒径を大きくすると浸透率に加え、慣性が大きくなり、その結果は自明ではない。本研究ではφ= 0.62における粒径依存性を無次元数R＝（振動による変形時間）/ (間隙水圧の緩和時間) により評価した。実験はR <１からR >１の範囲で行い、実験結果はR対Γのパラメータスペース上で整理した。R＞１の場合は、間隙水圧異常は発生せず、緩和時間が短い効果が支配的であるためだと理解された。一方で、R ～１では過剰間隙水圧は正圧となり、R＜１では負圧または周期１秒程度で振動し、地震後の地下水位変化の多様性との類似していることが分かった。ただし現時点では間隙水圧が正、負、振動が起きる支配物理は分かっていない。またハイドロフォン測定から正圧が発生すると、音の発生が抑制されることが分かった。この結果は音波測定が粒子同士の接触程度をモニターする上で有効であることを示している。以上の結果は指導学生の卒業研究としてまとめられた。
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Research Products
(5 results)
