材料科学に基づく地震現象のモデリング手法の構築

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K03771
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 石井 明男 (シャードンバオ) 大阪大学, 基礎工学研究科, 講師 (80773340)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 地震現象 / 材料力学 / 計算機シミュレーション

Outline of Annual Research Achievements

地震現象は時に多くの人命を奪う自然災害であり，防災・減災の観点からその発生メカニズムを明らかにすることは重要である．地震現象はその複雑性から，そのメカニズムは断層等の実地調査から経験的に推察することが主であり，詳細については理論的なモデリングや計算機シミュレーションによる解析が期待される．本研究では材料力学の分野でしばしば用いられるマイクロメカニクス理論を用いて，根本物理に基づいた地震現象のモデリング手法を構築する．それを用いて実地調査では難しい断層の形成過程の解析，さらに地震現象においてよく知られる発生頻度と規模の間の統計法則，グーテンベルク・リヒター則の起源について考える．本年度は地震現象のモデリング手法の構築，コード化に尽力した．具体的にはすでにある程度構築を進めていた2次元空間における地震モデリングのコードの構築，改良を進めた．構築中のコードの試計算を実施し，その結果これを用いて地震発生による断層形成をシミュレートすることができることを確認した．また構築したコードを用いた解析において，地震の発生頻度とそのマグニチュードの関係をプロットすると，べき分布であることが確認され，これは前述した経験的に知られる統計法則グーテンベルク・リヒター則に合致している．一方でシミュレーションにおいて形成された断層中のひずみ成分に不可解なjaggyな変化が観測され，現在この原因究明を行っている最中である．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

上述のように地震現象の2次元モデルについては概ねコーディングを終えているので研究はおおむね順調といえる

Strategy for Future Research Activity

研究実績の概要にて報告した2次元モデルのシミュレーション中において発生した不可解な現象の究明，解決を行う．そののちにより現実に即した解析を実施するためにモデルを2次元から3次元に拡張する．

Causes of Carryover

コロナにより，予定していた海外の国際会議への参加ができなかったため．