不連続体解析と地殻変動解析システム開発への応用に関する研究

• 研究課題/領域番号: 06555136
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 試験
• 研究分野: 地盤工学
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 浜島 良吉 埼玉大学, 地域共同研究センター, 助教授 (90008847)
• 研究分担者: 勝山 邦久 資源環境技術総合研究所, 破壊工学部, 部長 ; 橋本 学 国土地理院, 地殻調査部, 課長 ; 金折 祐司 (金折 裕司) 岐阜大学, 工学部, 教授 (60194883) ; 長尾 年恭 東海大学, 地震予知研究センター, 助教授 (20183890) ; 早川 正士 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (80023688) ; 勝山 国久 資源環境技術総合研究所, 破壊工学部, 部長 ; 呉 智深 茨城大学, 工学部, 助教授 (00223438) ; 鈴木 隆次 三井建設, 原子力部, 主任研究員 ; 古宇田 亮一 地質調査所, 国際地質部, 主任研究官 ; 竹村 友之 三井金属鉱業, 地下利用室, 室長 ; 西村 進 京都大学, 理学部, 教授 (40026802)
• 研究期間 (年度): 1994 – 1996
• 研究課題ステータス: 完了 (1996年度)
• 配分額: 13,100千円 (直接経費: 13,100千円); 1996年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 1995年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 1994年度: 8,400千円 (直接経費: 8,400千円)
• キーワード: 不連続体解析 / 地震 / 地震予知 / レーダー干渉法 / VAN法 / VLF法 / 地殻変動 / 断層 / 兵庫県南部地震 / 阪神大震災 / ブロック構造 / 中央構造線 / サンアンドレアス断層 / ホッサマグナ / ブロックローテーション / プレートテクトニクス

研究概要

不連続体場での弾性、弾塑性、粘弾性の進行性破棄に応用できる解析法が浜島により開発された。本解析手法は熱・流体・応力の連成解析にも適用された。本解析手法は結晶構造のような多角形要素にも適用可能である。変位関数として3角形要素の定ひずみ要素を用いているため、そのままでは結晶構造モデルに対しては変形を十分表現することができない。ハイブリット仮想仕事の原理は、弱形式のつり合い式と弱形式の変形の連続条件となるが、本研究では、変形の連続条件に関して、要素内と要素間の剛性にそれぞれα、βをかけ、これらの値がつり合い式を満足し、かつ変形の誤差が最小となるように定められた。ただし、α、βの間にはα=β/(β-1)の関係がある。
1995年1月17日に兵庫県南部地震が発生し、多くの人名が失われた。地殻変動解析の重要性が再認識されたが、本研究では、日本列島をブロック構造に分割し、本研究で開発された不連続体解析手法を用いて解析が行われた。その結果、本解析手法により、日本列島内陸の断層の動きを比較的良く表現できることを明らかにした。本解析ではせん断破壊と引張り破壊を同時に考慮しているが、引張り破壊時には断層面上の応力を全て解放している。引張り破壊領域は危険断層とされている部分に良く対応していることが明らかとなった。本研究では、種々の方法により地殻変動解析がなされたが、目的によりそれらを使い分けて利用することが必要である。今後はこれらの解析手法をうまく融合して、地球規模の地殻変動解析まで適用可能とするようにしたい。

研究成果

• [文献書誌] R.Hamajima,Y.Song S.Han M.Nagashima: "A Numerical Procedure for the Study of Deformation and Progressive failure of Geomaterials" Proc.of the Int.Symposium of Deformation and Progressive Failure in Geomechanics. (in press). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] R.Hamajima,S.Han,T.Suzuki,Z.Wu,Y.Song: "Analysis of Discontinuous Rock Masses Based on the Variational Principle" Proc.of the 3rd Asian Pacific Conf.on Computational Mechanics. 3. 2229-2234 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] S.Han,R.Hamajima: "An Equivalent Model for Dynamic Cracking" Proc.of the ISRM 8the Int.Congress on Rock Mechanics. 1. 215-218 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] R.Hamajima,Y.Song,S.Han: "Progressive Failure Analysis in Study of Crustal Structures" Proc.of the Int.Symposium of Deformation and Progressive Failure in Geomechanics. (in press). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Nagao,M.Ueshima,S.Ueda: "An Indeoendent Check of VAN's Criteria for Signal Recognition" Geophysical Research Letters. 23・11. 1441-1444 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M.Hayashi,K.Hori,K.Ogiso: "Theory and Experiments of Urban CAES Concrete Tank Prestressed by Gel Pressure of Heavy Mud Backfilled in Submerged Shaft in Deep Soft Rock" Proc of the ISRM 8the Int.Congress on Rock Mechanics. 1. 575-578 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 金折祐司: "断層列島" 近未来社, 232 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 金折祐司: "活断層系" 近未来社, 228 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] R.Hamajima, Y.Song, S.Han, M.Nagasgima: "A Numerical Procedure for the Study of Deformation and Progressive failure of Geomaterials." Proc.of the Int.Symposium of Deformation and Progressive Failure in Geomechanics. (in press). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] R.Hamajima, S.Han, T.Suzuki, Z.Wu, Y.Song: "Analysis of Discontinuous Rock Masses Based on the Variational Principle" Proc.of the 3rd Asian Pacific Conf.on Computational mechanics. Vol.3. 2229-2234 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] S.Han, R.Hamajima: "An Equivalent Model for Dynamic Cracking" Proc.of the ISRM 8th Int.Congress on Rock Mechanics. Vol.1. 215-218 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] R.hamajima, Y.Song, S.Han: "Progressive Failure Analysis in Study of Crustal Structures" Proc.of the Int.Symposium of Deformation and Progressive Failure in Geomechanics. (in press). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Nagao, M.Ueshima, S.Ueda: "An Independent Check of VAN's Criteria for Signal Recognition" Geophysical Research Letters. Vol.23, No.11. 1441-1444 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Hayashi, K.Hori, K.Ogiso: "Theory and Experiments of Urvan CAES Concrete Tank Prestressed by Gel pressure of Heavy Mud Backfilled in Submerged shaft in Deep Soft Rock" Proc.of the ISRM 8th Int.Congress on Rock Mechanics. Vol.1. 575-578 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Xia-ting Feng, T.Seto, K.Katsuyama: "Neural Dynamic Modelling on Earthquake Magnitude Series" Geophysical Journal International. (in press). (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Xia-ting, K.Katsuyama, Yong-jia Wang: "Self-learning Based and Adaptive Modelling on Estimation of Rock Slope Stability" J.of the Mining and Materials Processing Institute of Japan. Vol.112. 851-858 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Kanaori, S.Kawakami, K.Yairi, S,Niwa: "A sequence of destructive Earthqulakee and the Coupling of fault systems in Central Japan" Engineering Geology. Vol.37. 167-180 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Kanaori, S.Kawakami, K.Yairi: "Seismotectonic of the Median Tectonic Line in Southwest Japan : Implications for Coupling among Major Fault Systems" PAGEOPH. Vol.142, No.3/4. 589-607 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Kimura, M.Takahashi: "Experimental Study of Moisture Movement during Drying and Infiltration in Rocks" J.of the Mining and Materials Processing Institute of Japan. Vol.111. 71-77 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Hashimoto: "Crustal Movement Associated with Magma Intrusion in Izu-Oshima and Eastern Izu" J.of Geography. Vol.103(5). 528-536 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Koide, M.Takahashi, Y.Shindo, Y.Tazaki, K.Ito, N.Kimura, K.Omata: "Hydrate Formation in Sediments in the Sub-seabed Disposal of CO_2" Energy-The International Journal. Vol.22, No.2/3. 279-283 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Nagano, K.Sato, H.Niitsuma: "Polarizaiton of Crack Waves along an Artificial Subsurface Fracture" Geophysical Research Letters. Vol.23, No.16. 2017-2020 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] R.Yamada, T.Tagami, S.Nishimura, H.Ito: "Annealing Kinetics of Fission Tracks in Zircon : an Experimental Study" Chemical Geology (Isotope Geoscience section). Vol.122. 249-258 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] R.Hamajima,S.Han,T.Suzuki,Y.Song: "Analysis of Discontinuous Rock Masses Based on the Variational Principle" Proc.3rd Asian Pacific Conf.on Computational Mechanics. Vol.3. 2229-2234 (1996)
• [文献書誌] R.Hamajima,S.Han,S.Nishimura H.Koide and Y.Song: "Evaluation of Active Faults by Crustal Movement Analysis" Proc.3rd Asian Pacific Conf.on Computational Mechanics. Vol.3. 989-994 (1996)
• [文献書誌] R.Hamajima, Y.Song and S.Han: "Progressive Failure Analysis in Study of Crustal Structures" Int.Symposium on Deformation and Progressive Failure in Geomechanics. (in perss). (1997)
• [文献書誌] R.Hamajima,Y.Song,and S.Han: "A Numerical Procedure for the Study of Deformation and Progressive Failure of Geomaterials" Int.Symposium on Deformation and Progressive Failure in Geomechanics. (in press). (1997)
• [文献書誌] T.Nagao,M.Uyeshim and S.Uyeda: "An Independent check of VAN's Criteria for Signal Recognition" Geophysical Research Letters. 23・11. 1441-1444 (1996)
• [文献書誌] X.Feng,T.Seto and K.Katsuyama: "Neural Dynamic Modelling on Earthquake Magnitude Series" Geophysical Journal International. (in press). 金折裕司 (1997)
• [文献書誌] 近未来社: "1996" 活断層系, (228)
• [文献書誌] 浜島良吉: "岩石内部亀裂系のフルカラー化視化法" 応用地質. 36. 33-37 (1995)
• [文献書誌] 浜島良吉: "不連続性岩盤における応力、水、熱の練成(練成解析)" 日本地熱学会誌. 17. 95-109 (1995)
• [文献書誌] Hamajima R.: "An Equivalent Model for Dynamic Cracking" Proc., ISRM 8th Int. Congress on Rock Mechanics. vol. 1. 215-218 (1995)
• [文献書誌] Hamajima R.: "Analysis of Discontinuous Rock Masses Based on the Variational Principle" Proc., 3rd Asian-Pacific Conf. on Compu. Mechanics. (1996)
• [文献書誌] Hmajima R.: "Evaluation of Active Faults by Crustal Movement Analysis" Proc., 3rd Asian-Pacific Conf. on Compu. Mechanics. (1996)
• [文献書誌] Hamajima.R.: "Proc.of the Eigth Int.Conf.on Computer Methods and Advances in Geomechanics." Analysis for discontinuous medium considering elemental deformation.Vol.1. 821-826. (1994)
• [文献書誌] Hamajima.R.: "Progressive Failure Analysis of Discontinuous Media by Considering the Elemental Deformation." The Third World congress on Computational Mechanics.Vol.II. 1154-1155 (1994)
• [文献書誌] 中井仁彦: "不連続性岩盤における応力、水、熱の連成解析の定式化(応力解析)" 日本地熱学会. 第16巻. 401-434 (1994)
• [文献書誌] Kanaori.Y.: "Seismotectonics of the Median Line in Southwest Japan:implication for coupling among major fault systems." Pure and Applied Geophysics(Birkkauser). Vol.142.589-607 (1994)
• [文献書誌] Kanaori.Y.: "A Sequence of Destructive Earthquakes and the Coupling of Fault Systems in Central Japan." Eng.Geol.(Amsterdam). Vol.37. 167-180 (1994)
• [文献書誌] 高橋 学: "レプリカフイルムを用いた空隙、亀裂の可視化法" 応用地質. 35巻2号. 31-32 (1994)
• [文献書誌] 高橋 学: "接触面積の異なる岩石割れ目を透過する弾性波の減水特性" 資源と素材. Vol.110. 933-938 (1994)
• [文献書誌] Kouda.R.: "Common Data Structure for Subsurface Visualization-a Proposal of CFI(Common File Interface)Format" Proceedings of 1994 International association for Mathematical Geology.Vol.1. pp.200-204. (1994)
• [文献書誌] Kouda.R.: "Suwijanto H.H.Line Density and the Structure of Satelite Data in Tropical Region." Proceedings of 1994 International association for Mathematical Geology.Vol.1. pp.71-77 (1994)
• [文献書誌] Niitsuma,H.: "Discrimination of split shear waves by wavelet transform" Canadian Exploration Geophysics. Vol.29. 106-113 (1994)
• [文献書誌] Niitsuma,H.: "Analysis of acoustic emission from hydraulically induced tensile fracture of rock." Journal of Acoustic Emission. Vol.11. s1-s17. (1994)
• [文献書誌] 金折裕司: "断層列島-動く断層と地震のメカニズム" 近未来社, 232 (1994)