2012 Fiscal Year Annual Research Report
岩石破壊実験から探る地震活動の統計性と力学量の関係
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24340091
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
波多野 恭弘 東京大学, 地震研究所, 准教授 (20360414)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | グーテンベルク・リヒター則 |
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| Research Abstract |
一定速度での剪断変形を実現するレオメーター装置を用いて、モデル岩石の大変形実験を行った。微小破壊イベントで解放される応力降下を測定し、「微小破壊イベントの発生時刻」およびイベント前後の応力値を逐次記録することによって、（イベント発生時刻、発生時の応力、応力降下量）の3つの量で特徴付けられるイベント群のデータを得た。このデータを解析して、応力降下量についてグーテンベルク・リヒター則が成立することを示した。
また、これらのデータの統計的性質を物理的に解釈するために、簡単な力学モデルを解析した。このモデルは断層セグメントあるいはモデル岩石における応力鎖をモデル化した離散要素からなり、ある要素の破壊に伴う近隣要素への応力集中が大域的に行われるものである。このモデルについて、イベントサイズ頻度分布を解析的に求め、グーテンベルク・リヒター則に対応するベキ的な分布を得た。しかしこれは実は真のベキ則ではなく、ある特性マグニチュードでカットオフを持つ部分的なベキ則であり、これらカットオフが複数重ね合わせられることによりある特定の指数で記述されるベキ則に見えることを確かめた。システムサイズと同程度の大イベント前にこの指数が減少することも確認した。（見かけ）ベキ指数の大小は、「要素破壊強度分布の広がり」にも左右されることも確かめた。各要素の破壊強度自体は物質定数で決まるとすれば、その分布の広がりは主に「既存の弱面と最大剪断応力面のばらつき」で決まることになる。（法線ベクトルのばらつきが大きいと破壊強度のばらつきも大きい）。この場合、ばらつきが大きいと規模別頻度分布の指数が大きくなる。
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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
実験によって、準静的剪断にともなう微小破壊の時系列データを得ることができ、その物理的描像を明らかにするプロトタイプモデルの解析も進めることができた。これは当初の平成24年度の計画内容とほぼ同程度である。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験データにおける余震現象の確認及びその統計性の解析を行う。並行して、モデルで得られた「現象の見方」と実験データを随時付き合わせていくことによりモデルの一層の深化・高度化を目指す。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
時系列データの解析に必要な知識を持った研究補助員を雇用して研究を進める予定であったが、所属機関の都合により参画できなくなった。他に適当な人材を探したが見つけることができなかった。
研究補助員を雇用するための人件費として使用する。
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