2014 Fiscal Year Research-status Report
差応力により生じる地震波速度・比抵抗異方性の実験的研究
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26610140
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
渡邊 了 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 教授 (30262497)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 地震波速度 / 比抵抗 / 差応力 / 異方性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，地殻のような差応力のある場において，地震波速度や比抵抗にどのような異方性が生じるかを理解することであり，”応力状態ー流体分布ー物性の異方性”の関係を解明するための岩石実験を進めている。平成２６年度の実施内容は以下の通りである。
（１）実験システムの構築： テーブルプレス，歪測定用データロガー，マルチメータ等を導入して，岩石試料を圧縮しながら，軸力，歪，弾性波速度，比抵抗を測定するシステムを構築した。
（２）岩石試料空隙構造のキャラクタリゼーション： 試料として用いる細粒黒雲母花崗岩（庵治花崗岩）内部の空隙構造を理解するため，乾燥試料の封圧増加に伴う歪および弾性波速度測定を行った。低圧における弾性波速度の増加を担っているのは，体積的には非常に小さいアスペクト比の小さい空隙であることが分かった。また，空隙の３次元イメージを得るため，東京都産業技術研究センターに依頼して，岩石試料のX線CT撮影を行った。その結果，岩石内の空隙は，開いた粒界，粒内クラック，空孔（流体の痕跡）に分類されること，電気伝導を担う連結した空隙を構成しているのが開いた粒界であることが分かった。
（３）乾燥岩石の一軸圧縮とそれに伴う弾性波速度測定： 圧縮応力を0 MPaから15 MPaまで段階的に増加させながら，直交する３方向の縦波・横波速度，歪を測定した。比較的小さな応力変化であるが，圧縮軸方向に伝播する縦波・横波速度，圧縮軸方向に振動する横波速度に顕著な増加が観察され，異方性の増大が確認された。
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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
平成２６年度に計画していた（１）実験システムの構築，（２）岩石空隙構造のキャラクタリゼーション，（３）乾燥岩石の一軸圧縮とそれに伴う弾性波速度測定，をほぼ当初の計画通りに実施できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２７年度以降は，含水岩石を用いた圧縮実験を行い，弾性波速度および比抵抗の変化を観察する予定である。
平成２６年度に行った，圧縮に伴う弾性波速度変化のモデル化を行う。構成鉱物の結晶方位分布を調べて，固体マトリックスのモデル化を行った後，Eshelby (1957)のインクルージョン法を応用する予定である。
平成２６年度の研究を通して，空隙の微細構造を理解するためにはX線CT撮影だけでは不十分であることが分かってきた。X線CTは多数の鉱物粒子を含むスケールでの３次元構造を理解するためには非常に有効であるが，ひとつの粒界の凹凸まで捉えることはできない。粒界の微細構造を捉えることは，速度変化のモデルを構築していくために不可欠である。粒界の微細構造を３次元的に捉えるためには，収束イオンビーム(FIB)による表面加工と電子顕微鏡観察(SEM)を組み合わせていく必要があると考えている。
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| Causes of Carryover |
平成２６年度末に１円だけ残ってしまったため，使用することができなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成２７年度に使用する予定である。
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Research Products
(1 results)
