| 研究課題/領域番号 |
12650558
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
建築構造・材料
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
栗田 哲 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90195553)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2001年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2000年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 断層の破壊過程 / 断層モデル / 摩擦要素 / 水平地殻変位 / 滑りの停止 / 固着-滑り摩擦 / 断層の破壊過 |
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| 研究概要 |
1.水平地殻変位の年平均値の予測
国土地理院のGPS観測により得られた水平地殻変動データを収集し、そのデータを用いて長町・利府断層帯周辺の水平地殻歪速度を求めた。歪速度は、3個の観測点で構成さる3角形に有限要素法の定ひずみ3角形要素を適用して算定した。複数の観測点を用いて多数の3角形を作り、歪速度の空間的変動の度合いや、歪の主軸方向と断層の方向との関係について検討を行った。その結果、長町-利府断層帯の水平歪速度は、空間的に変動しているが、最大主軸は、ほぼ断層と直交する方向にあることが分かった。この主軸の結果は、他の研究結果と調和的であり、長町-利府断層帯が逆断層であることを裏付けた。同時に、GPSデータにより、断層の破壊形式を推測することが可能であることを示した。
2.長町-利府断層帯の破壊シミュレーション
断層の破損せん断応力度、破損応力降下量、臨界滑り変位量等の断層の滑りに関する構成則のパラメーターを、岩石実験の実験式から地殻の温度や地中応力を考慮して設定する方法を理論的導き出した。その方法を用いて、長町-利府断層帯を例にして、断層の構成則のパラメーターを設定する仕方を示した。断層を修正ジョイント要素でモデル化し、断層の滑り構成則として滑り弱化を考慮したせん断応力構成則を使用して、仙台市とその周辺を含む地殻の有限要素モデルを作成し、断層破堤シミュレーションを行った。その結果、加速度波形にドリフトが見られた。その原因として、修正ジョイント要素が、滑りが停止、すなわち、滑り速度がゼロとなった後も、滑りが変動し、見かけの滑り加速度が生じていることが考えられる。
3.断層の滑り停止に関する考察
本研究で使用した修正ジョイント要素は、断層の滑りの停止状態、すなわち、断層面の固着を適切に評価できない。そこで、本研究は断層面の固着を模擬できる要素と解析法をプロツク・スライダーモデルを用いて提案した。この方法は従来の解析方法では繰り返し計算で求めた滑りの停止時刻を、1回の計算で求めることができ、滑りの停止が起こると滑りが再開するまで、滑り加速度及び滑り速度がゼロとなり、すべりの固着状態を忠実に表現できる方法である。
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