2020 Fiscal Year Research-status Report
地震時の間隙水圧の変動が断層の再活動に及ぼす影響の解明
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19K15092
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
朝比奈 大輔 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (40738316)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 間隙水圧 / 断層再活動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、地震発生に伴う間隙水圧の変動が断層面に与える影響について検討を行い，震源周辺の断層の再活動のメカニズムを解明することを目的としている。令和2年度は、間隙水圧によって変動する断層の状態を評価するための数値解析シミュレータの構築を行うため，必要なパラメータを取得した．
地震による地殻の変動が帯水層の間隙水圧や透水係数に与える影響に関するパラメータを取得するため，異なる封圧条件下において，間隙水圧の振動が亀裂を有する砂岩の透水係数に与える影響について実験的に調べた．間隙水圧及び封圧の振幅の違いが，透水係数の上昇に影響を与えることを確認した．また、この透水係数の変化は継続的であり、地震時の間隙水圧の振動によって断層面の粒子が移動し，断層面の透水係数が上昇する可能性を示した．さらに，間隙水圧の上昇が断層等のすべりに与える影響について，同様のメカニズムを簡易的に再現するために半固結の海洋堆積層を対象とし，すべり面における水理・力学的特性を調べた．堆積層の固結により発生する層境界の引張強度がすべりに及ぼす影響を把握することができ，層境界の間隙水圧の上昇の条件を，間隙水圧，透水性，引張強度，土被り圧，地殻応力の観点からの検討が可能となった。また，地殻応力が変化し，主応力が回転したときの断層の形成とその再滑動性について検討を行った．さらに，真三軸変形－透水試験装置を用いて，間隙水圧の変動が岩石の破断面に与える影響を明らかにした．真三軸試験装置の応力・変形状態を保持したまま，せん断割れ目の間隙水圧をシリンジポンプによって変動させ，破断面の力学的な挙動及び透水係数を測定した．
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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
本年度は研究計画2年度目であり，真三軸変形－透水試験装置を用いた実験ではデータの習得が順調に進んでいる．また， 3 次元水理－力学連成解析シミュレータを用いた実験結果のモデル化に関する試解析を行っており，おおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は，引き続き真三軸変形－透水試験装置を用いた物理実験データの取得を行う予定である．また，実験結果を整理・解析し，シミュレータによる検証を継続する．シミュレータによる数値実験では，間隙水圧の破断面への影響を考慮するために，断層の活動に影響を与えるとされている，(i)材料の不均質性，(ii)要素のモデルのタイプ（脆性的・延性的）および，(iii)試験体と載荷面の境界の影響，をパラメータとして変化させ本手法を検証する予定である．
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| Causes of Carryover |
研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため当初の見込み額と執行額は異なったが、研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め、当初予定通りの計画を進めていく．
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Research Products
(8 results)
