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不均質媒質中における地震の動的破壊機構の解明:XBIEM開発で切り拓く新領域

研究課題

研究課題/領域番号 13J07419
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 固体地球惑星物理学
研究機関東京大学

研究代表者

日下部 哲也  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード破壊 / 不均質媒質 / 拡張境界積分方程式法 / モーメントテンソル / 体積震源 / 地震
研究実績の概要

本研究は、「断層周辺の不均質構造が地震発生機構にどのような影響を及ぼすか」という地震学における根源的な問いに対して、地震の動的破壊の理論的研究から答えることを目的としている。その目的を達成するため、「現実的な構造不均質」において非平面断層モデルの解析を可能にする「拡張境界積分方程式法(XBIEM)」の開発と応用を行ってきた。本年度の研究成果は、以下の3点である。
(1)任意の媒質境界形状に関しても、各小領域が均質(等方である必要はない)であればXBIEMの定式化が適用可能であることを一昨年度に示したが、本年度においては各小領域が不均質な場合でも定式化が適用可能であることを示し、その解説をまとめた。XBIEMの数値計算の応用に関する限りでは一昨年度までの結果で十分であるが、XBIEMの定式化の元である表現定理がどのようなGreen関数の元で成立するかを、明示的に解説した意義は大きい。
(2)体積震源のモーメントテンソル表現について、教科書で一般的である非弾性変形を含むEshelby(1957)の埋め込みからではなく、XBIEMの定式化の基礎である表現定理を用いて、震源における実際の変位と応力の状態からはじめて、弾性変形のみの観点から解説を試みた。これにより、従来の理論的説明よりも物理的実態が明快な解説を行った。また、本成果は火山震源の物理モデリングとモーメントテンソル逆解析による火山震源過程研究との間の橋渡しに広く活用できる。
(3)昨年度までの研究において、2次元面内破壊の数値計算に必須である核関数を導出することに成功し、従来のBIEM核関数とXBIEM核関数とを結びつける生成関数を導出することに成功した。この生成関数を用いれば、数値計算に必要となる核関数は全て微分操作と線形結合で記述できる。本年度の学会において、これらの研究成果を発表した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] On volume-source representations based on the representation theorem2016

    • 著者名/発表者名
      Ichihara, M., T. Kusakabe, N. Kame, and H. Kumagai
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 68 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1186/s40623-016-0387-3

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 表現定理とグリーン関数(2)-体積震源のモーメントテンソル表現-2016

    • 著者名/発表者名
      日下部哲也, 亀伸樹, 市原美恵, 熊谷博之
    • 雑誌名

      地震

      巻: 68 号: 6 ページ: 169-176

    • DOI

      10.4294/zisin.68.169

    • NAID

      130005433810

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 表現定理とグリーン関数-無限媒質グリーン関数による有限領域の弾性変形場の表現-2015

    • 著者名/発表者名
      日下部哲也, 亀伸樹
    • 雑誌名

      地震

      巻: 68 号: 4 ページ: 83-89

    • DOI

      10.4294/zisin.68.83

    • NAID

      130005433806

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Seismic moment and volume change of a spherical source2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kumagai, Yuta Maeda, Mie Ichihara, Nobuki Kame and Tetsuya Kusakabe
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 66:7 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1186/1880-5981-66-7

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Derivation of XBIEM Kernels for Anti-plane/In-plane Problems and Implementation in Anti-plane Rupture Simulation Crossing Bimaterial Interface2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Kusakabe and Nobuki Kame
    • 学会等名
      AGU Fall meeting
    • 発表場所
      Moscone Center (San Francisco, USA)
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 表現定理とグリーン関数(1)-全無限グリーン関数による有限領域の表現-2015

    • 著者名/発表者名
      日下部哲也, 亀伸樹
    • 学会等名
      日本地震学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場 (兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 表現定理とグリーン関数(2)-体積震源のモーメントテンソル表現-2015

    • 著者名/発表者名
      日下部哲也, 亀伸樹, 市原美恵, 熊谷博之
    • 学会等名
      日本地震学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場 (兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 体積震源モーメントテンソルの表現定理に基づく統一的な理解2014

    • 著者名/発表者名
      市原 美恵、日下部 哲也、亀 伸樹、水野 尚人、熊谷 博之
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 会議センター (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-04-28 – 2014-05-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 楕円体体積震源のモーメントテンソル2014

    • 著者名/発表者名
      水野 尚人、日下部 哲也、市原 美恵、亀 伸樹
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 会議センター (神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-04-28 – 2014-05-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of an extended BIEM and its application to the analysis of earthquake dynamic rupture interacting with a medium interface2014

    • 著者名/発表者名
      日下部哲也、亀伸樹
    • 学会等名
      超深度海溝掘削(KANAME)研究集会
    • 発表場所
      東京大学地震研究所(東京都文京区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] XBIEMで調べる媒質境界剥離の力学的効果2013

    • 著者名/発表者名
      日下部哲也、亀伸樹
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Development of an extended BIEM and its application to the analysis of earthquake dynamic rupture interacting with a medium interface2013

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Kusakabe、Nobuki Kame
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscone center (San Francisco, California, USA)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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