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地震滑りによる摩擦発熱量の直接測定

研究課題

研究課題/領域番号 15340143
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
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

中谷 正生  東京大学, 地震研究所, 助手 (90345174)

研究分担者 飯尾 能久  京都大学, 防災研究所, 助教授 (50159547)
小笠原 宏  立命館大学, 理工学部, 教授 (40213996)
佐野 修  東京大学, 地震研究所, 教授 (20127765)
山内 常生  名古屋大学, 環境科学研究科, 助教授 (80022713)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
16,100千円 (直接経費: 16,100千円)
2005年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2004年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2003年度: 11,200千円 (直接経費: 11,200千円)
キーワード断層 / 鉱山 / 地震 / 摩擦 / 温度計 / 強度 / 滑り / 発熱 / 温度 / 大深度 / 南アフリカ
研究概要

断層の滑り摩擦の絶対値を知るために、来るべき地震の断層のすぐそばに精密温度計のアレーを設置するという世界で初めての観測を行った。南アフリカの金鉱山に、地下3kmでの採掘活動が大規模な地質断層のそばで行われているところがある。我々は、この地点で長さ30m程度の多数のボーリングを行い、コアと、孔内ビデオ映像の詳細な解析により、厚さ20mを超える複雑な断層帯の構造を三次元的に描きだした。その結果、断層帯の片側と母岩の境界の厚さ10cm程度の部分だけが、損傷が激しく、際だった弱面になっていることが見出された。この構造は面をつらぬくボーリング孔がカバーする全範囲(10x10m程度)にわたって連続しており、また、相当に平面的であった。この面を中心に、距離1m以内に多くの温度計を設置することができた。断層帯は、主に母岩の砕屑物が固結した岩石でできていたが、その中で面構造を示す部分はごくわずかであった。数センチの厚みで、剪断の集中による葉状構造が観察される所は他にも数カ所あったが、先に述べたものだけが、ぼろぼろの状態で、全ての掘削孔で、この面を通る部分だけ、壁の材質がリング状に失われていた。連続観測された温度データは非常に安定で、この鉱山で発生が期待されるM2-3クラスの地震が、上述の弱面で起こった場合、その滑り摩擦強度が、実験室から予想される値の1/10程度でも、測定することができるほどである。これは、いわゆる地殻応力問題で取りざたされている断層強度の範囲の全域をカバーできていることになる。地震によって起こった発熱による周辺岩盤温度の時間変化をみるこの観測では、地震後1ヶ月ほどのデータが必要だが、地震の被害を受けやすい断層直上での観測であるため、地震後に観測機器にアクセスできなくなる可能性もある。そのため、データの収録、伝送、電源供給方法は無線を含めた多重化を行った。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (14件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] Multidisciplinary Monitoring of the Entire Life Span of an Earthquake in South African Gold Mines2005

    • 著者名/発表者名
      H.Ogasawara, M.Nakatani, et al.
    • 雑誌名

      Proc. 6th Internat. Symp. Rockburst Seismicity in Mines

      ページ: 393-398

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ケーブルレス式水温・水圧測定装置の開発2005

    • 著者名/発表者名
      山内常生, 他
    • 雑誌名

      地震 57巻・4号

      ページ: 445-450

    • NAID

      10015582123

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 深部ボアホール観測のための地殻活動総合観測装置および地殻応力測定装置の開発と興味ある成果の例2005

    • 著者名/発表者名
      山内常生, 他
    • 雑誌名

      地震 58巻・1号

      ページ: 1-14

    • NAID

      10016161261

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of cableless-type borehole thermometer and pressure gauge2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yamauchi, et al.
    • 雑誌名

      Zisin 57-4

      ページ: 445-450

    • NAID

      10015582123

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of deep borehole instruments for both multi-component observation and in situ stress measurement, and some interesting results obtained.2005

    • 著者名/発表者名
      T.Yamauchi, et al.
    • 雑誌名

      Zisin 58-1

      ページ: 1-14

    • NAID

      10016161261

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ケーブルレス式水温・水圧測定装置の開発2005

    • 著者名/発表者名
      山内常生他
    • 雑誌名

      地震 57巻・4号

      ページ: 445-450

    • NAID

      10015582123

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 深部ボアホール観測のための地殻活動総合観測装置および地殻応力測定装置の開発と興味ある成果の例2005

    • 著者名/発表者名
      山内常生他
    • 雑誌名

      地震 58巻・1号

      ページ: 1-14

    • NAID

      10016161261

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Multidisciplinary Monitoring of the Entire Life Span of an Earthquake in South African Gold Mines2005

    • 著者名/発表者名
      H.Ogasawara, M.Nakatani, et al.
    • 雑誌名

      Proc.6th Internat.Symp.Rockburst Seismicity in Mines (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 2003年の南アフリカ金鉱山の地震発生制御・防災と予知2004

    • 著者名/発表者名
      小笠原宏, 飯尾能久, 中谷正生, 南アフリカ金鉱山における半制御地震発生実験国際共同研究グループ
    • 雑誌名

      月刊地球 号外46

      ページ: 68-74

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control, disaster-prevention, and prediction of earthquakes in South African deep gold mines in 20032004

    • 著者名/発表者名
      H.Ogasawara, Y.Iio, M.Nakatani, et al.
    • 雑誌名

      Tikyu monthly E46

      ページ: 68-74

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 摩擦強度の時間的回復の物理化学-素過程と絶対速度論にもとづいた定量的解釈-2003

    • 著者名/発表者名
      中谷正生
    • 雑誌名

      地学雑誌 112

      ページ: 961-969

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 南ア金鉱山における半制御地震発生実験(2002-2006)2003

    • 著者名/発表者名
      小笠原宏, 飯尾能久, 中谷正生, 南アフリカ金鉱山における半制御地震発生実験国際共同研究グループ
    • 雑誌名

      月刊地球 25

      ページ: 815-817

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Physico-chemical interpretation of time-dependent healing of frictional strength : A quantitative analysis with absolute rate theory2003

    • 著者名/発表者名
      M.Nakatani
    • 雑誌名

      Journal of Geography 112

      ページ: 961-969

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Semi-controlled earthquke generation experiment in South African deep gold mines (2002-2006)2003

    • 著者名/発表者名
      H.Ogasawara, Y.Iio, M.Nakatani, et al.
    • 雑誌名

      Tikyu monthly 25

      ページ: 815-817

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 中谷正生: "摩擦強度の時間的回復の物理化学-素過程と絶対速度論にもとづいた定量的解釈-"地学雑誌. 112. 961-969 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 小笠原宏, 飯尾能久, 中谷正生, 南アフリカ金鉱山における半制御地震発生実験国際共同研究グループ: "2003年の南アフリカ金鉱山の地震発生制御・防災と予知"月刊地球. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 小笠原宏, 飯尾能久, 中谷正生, 南アフリカ金鉱山における半制御地震発生実験国際共同研究グループ: "南ア金鉱山における半制御地震発生実験(2002-2006)"月刊地球. 25. 815-817 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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