2021 Fiscal Year Annual Research Report
The mechanisms of submarine slope failures due to earthquakes and the resulting turbidity currents
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19H02242
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
泉 典洋 北海道大学, 工学研究院, 教授 (10260530)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡部 要一 北海道大学, 公共政策学連携研究部, 教授 (00371758)
渡部 靖憲 北海道大学, 工学研究院, 教授 (20292055)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 地震 / 海底地すべり / 混濁流 / 液状化 / 津波 / サイクリックステップ / 海底地形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
混濁流は海底上の土砂を巻き上げることによって密度を増加させ，重力によって海底の斜面上を流れる重力密度流である．塩水濃度や温度によって発生する通常の密度流の場合，流下の過程で濃度や温度が拡散するため十分な密度差を維持することができず長距離を移動することができない．ところが混濁流の場合，広大な海底面を流下し時に数千キロにも及ぶ海底扇状地を形成することがある．この原因は，混濁流の場合，砂粒子の上方への拡散フラックスと下方への重力フラックスが釣り合うため平衡状態が実現することにある．この平衡状態を，密度成層の影響を考慮した渦動粘性係数を導入した混合距離型乱流モデルを用いて理論的に明らかにした．
また，混濁流が海底を長距離流下するためには，流下方向に自己加速することが必要である．平衡状態を仮定し層厚方向に平均したモデルを用いることによって，自己加速が生じるための初期状態が満たすべき条件を明らかにした．
さらに，層厚平均モデルを用いて，海底斜面上に発生するサイクリックステップを再現するモデルを提案した．その結果によれば，海底の斜面勾配が小さいほど，サイクリックステップの波長は長くなることが明らかとなった．また，この結果は観測された特徴とも一致している．
地震発生後，断層津波と地滑り津波と完全に重畳する最悪シナリオでの最大津波高を効率よく見積もる手法を提案し，数値シミュレーションにより妥当性を検証した．また，波－流れ相互作用を含めた巨大波発生条件を理論的に求め，室内実験で実証した．その結果，流れ共存場では，初期波高の6倍以上の巨大波が生じることが明らかになった．
液状化した状態にある火山灰質砂（細粒分が多い火山灰質砂）と珪砂（粒径が揃った豊浦砂）を対象に粘性係数を計測し，液状化した土砂の流動性について詳細な調査を行った．初期相対密度が大きいほど，粘性係数は増加し液状化し難いことが明らかとなった．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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