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Experimental study on generation and frictional properties of amorphous fault gouge layer

Research Project

Project/Area Number 16K05575
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Geology
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Tsutsumi Akito  京都大学, 理学研究科, 助教 (90324607)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三宅 亮  京都大学, 理学研究科, 准教授 (10324609)
Research Collaborator NAMIKI yuka  
IIDA hirotaka  
ONOE yuko  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords岩石摩擦 / 石英岩 / 高速摩擦 / 速度弱化 / 水晶 / 高速弱化 / ゲル潤滑 / 断層潤滑 / チャート / すべり弱化 / 断層 / 摩擦 / 断層ガウジ / 非晶質シリカ
Outline of Final Research Achievements

To study the effect of moisture on the fault zone process in siliceous material, we have performed friction experiments on a synthetic quartz sample under two different humidity conditions: in room humidity (relative humidity RH = 20 to 75%) and in dry (RH < 3%) conditions. In room humidity conditions, steady state friction shows velocity weakening at v ≧ 0.1 mm/s, which is consistent to the previous studies. We find that steady-state friction values measured at the dry condition are almost constant at f = 0.2 for slip velocities v ≧ 0.01 mm/s. Our results imply that the moisture-adsorption strengthening, which has been proposed to be an effective mechanism for time-dependent healing of high-velocity friction of gabbro (Mizoguchi et al. 2006) is an important underlying mechanism of the frictional weakening of quartz rocks observed in ambient humidity conditions.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

断層の地震時すべり挙動を理解するためには,断層がすべる際に、摩擦抵抗がどのように変化するのかを、様々な断層構成物質について明らかにする必要がある.近年,珪質な岩石の摩擦実験において,10 mm/s 程度の比較的ゆっくりとしたすべり速度条件で、摩擦係数が大きく減少する現象が見出され、そのメカニズムが国内外で議論されている。本研究では、人工水晶を用いた実験によって、断層物質表面の水分吸着の状態が摩擦の性質に大きく影響していることを明らかにした。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2018 2017 2016

All Presentation (7 results)

  • [Presentation] プレート境界断層の摩擦速度依存性への影響因子:コスタリカ沈み込み帯の例2018

    • Author(s)
      堤 昭人・並木由香・比嘉咲希
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 低-高速度域条件下における速度状態依存摩擦構成則のパラメターのすべり速度依存性2018

    • Author(s)
      中野龍二・堤 昭人
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] プレート沈み込み帯に持ち込まれる生物起源堆積物の摩擦強化に関連した剪断の局所化2017

    • Author(s)
      並木由香・堤 昭人
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2017年大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 高速条件下におけるRSF則パラメターのすべり速度・温度に対する依存性2017

    • Author(s)
      中野龍二・堤 昭人
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2017年大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 中速すべりにおける石英質岩のすべり弱化過程で模擬断層表面に形成されるせん断組織2017

    • Author(s)
      飯田大貴
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2017年大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] すべり弱化過程の石英質岩の断層表面における非対称構造の形成と弱化に伴う形状変化2016

    • Author(s)
      飯田大貴・堤 昭人
    • Organizer
      日本地質学会第123年学術大会
    • Place of Presentation
      日本大学(東京・世田谷区)
    • Year and Date
      2016-09-11
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 海洋プレート上で採取された生物起源堆積物の剪断組織の発達過程2016

    • Author(s)
      並木由香・堤 昭人
    • Organizer
      日本地質学会第123年学術大会
    • Place of Presentation
      日本大学(東京・世田谷区)
    • Year and Date
      2016-09-11
    • Related Report
      2016 Research-status Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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