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構造不均質がコントロールする地震の動的破壊機構:XBIEM高度化による理論解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K05532
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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

亀 伸樹  東京大学, 地震研究所, 准教授 (90304724)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード境界積分方程式法 / 地震 / 断層 / 亀裂 / 動的破壊 / グリーン関数 / マグニチュード / 地震密度変化 / 地震重力変化 / 境界席分方程式法 / 界面 / 地震断層 / 地殻不均質構造
研究成果の概要

本研究では2次元拡張境界積分方程式法(XBIEM)の数値計算コードの開発をおこなった。線表面要素に載荷された一定牽引力に対する無限一様等方性媒質の過渡的な変位応答および応力応答のカーネル関数に対して、閉じた関数形での陽的な表現を全て導出した。 また、媒質界面を横切る動的破裂をシミュレートする際に必要となる陰的なタイムステッピングスキームを提案した。完成したXBIMコードを用いて、媒質不均質性が地震の動的破裂伝播に及ぼす重要な影響を抽出するためのシミュレーションをおこなった。結果、媒質コントラストに起因する透過・反射波の作り出す応力により、破壊進展が促進・停止する媒質効果が明らかにされた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高度化する観測研究は従来見えなかった媒質境界と地震の動的破壊の関係を明らかにし、今後の事例の蓄積は地震発生機構の理解への重要な手がかりとなる。一方、これらの地震破壊現象の定量的理解に必要となる「不均質媒質中の地震破壊進展の理論的研究」は、従来の理論研究が均質媒質中に限られ対応できない状況が続いてきた。本研究では、不均質媒質を取り扱う地震破壊の理論研究に取り組む。地震開始や停止の位置と構造不均質との関係が理論的に示されたならば、現在不確定性が非常に大きい強震動予測における想定シナリオ地震の断層モデルパラメタに拘束を与えることができる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 17件)

  • [雑誌論文] 表現定理とグリーン関数 (3)2019

    • 著者名/発表者名
      木村将也, 亀伸樹
    • 雑誌名

      地震 第2輯

      巻: 71 号: 0 ページ: 153-160

    • DOI

      10.4294/zisin.2017-20

    • NAID

      130007593875

    • ISSN
      0037-1114, 1883-9029, 2186-599X
    • 年月日
      2019-01-10
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Longer migration and spontaneous decay of aseismic slip pulse caused by fault roughness2019

    • 著者名/発表者名
      So Ozawa, Takahiro Hatano, Nobuki Kame
    • 雑誌名

      Geophys. Res. Lett.

      巻: 46 号: 2 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1029/2018gl081465

    • 関連する報告書
      2018 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] Nucleation of Characteristic Earthquakes in Simulated Cycles Involving Deep Huge Slow Slip Events2019

    • 著者名/発表者名
      Ohtani Makiko、Kame Nobuki、Nakatani Masao
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 124 号: 2 ページ: 1822-1837

    • DOI

      10.1029/2018jb016156

    • 関連する報告書
      2018 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] Earthquake-induced prompt gravity signals identified in dense array data in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Kimura M, Kame N, Watada S, Ohtani M, Araya A, Imanishi Y, Ando M, Kunugi T
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 71:27 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1186/s40623-019-1006-x

    • 関連する報告書
      2018 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] Derivation of 2-D XBIEM kernels and their application to a rupture crossing a bimaterial interface2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Kusakabe and Nobuki Kame
    • 雑誌名

      Geophysical Journal International

      巻: 210 号: 3 ページ: 1374-1387

    • DOI

      10.1093/gji/ggx240

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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
      2016 実施状況報告書
    • 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
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 楕円体体積震源モーメントテンソル評価 のための Web 計算ツール─ 3 つのモデルの順計算と逆計算: (1)膨張,(2)流体移動,(3)流体移動後の圧力回復─2016

    • 著者名/発表者名
      水野尚人・亀伸樹・市原美恵
    • 雑誌名

      火山

      巻: 61 ページ: 449-457

    • NAID

      130006783445

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シングルチャンネル記録における地震波初動同定のニューラルネットワークに基づくアプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      亀 伸樹・西條 祥・西田 究
    • 学会等名
      JpGU2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] フラクタル的な非平面断層における震源核形成2018

    • 著者名/発表者名
      小澤 創・波多野恭弘・亀伸樹
    • 学会等名
      JpGU2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 地震による即時重力変化の検出可能性:既存モデルから期待される理論信号の加速度データ解析における不検出および重力計測原理に基づく解釈2018

    • 著者名/発表者名
      木村将也・亀伸樹・綿田辰吾・大谷真紀子・新谷昌人・今西祐一・安東正樹・功刀卓
    • 学会等名
      JpGU2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Longer migration and spontaneous decay of aseismic slip pulse caused by fault roughness2018

    • 著者名/発表者名
      So Ozawa, Takahiro Hatano, and Nobuki Kame
    • 学会等名
      International joint workshop on slow earthquakes 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fault roughness induces longer migration of aseismic slip pulse on the earthquake nucleation process2018

    • 著者名/発表者名
      So Ozawa, Takahiro Hatano, and Nobuki Kame
    • 学会等名
      10th ACES International Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiple cracks in brittle solids: individual mechanical interaction versus collective behavior2018

    • 著者名/発表者名
      Koji Uenishi, Yuki Fukuda, and Nobuki Kame
    • 学会等名
      日本地震学会2018秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] バネブロックモデルで観察される地震と周期的 SSE の同期2018

    • 著者名/発表者名
      大谷真紀子・亀伸樹・中谷正生
    • 学会等名
      日本地震学会2018秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 新たに見いだされた因果を及ぼし合わない弾性変形様式:質点が全空間に渡り突然引き起こす重力加 重に対する弾性体の過渡的応答2018

    • 著者名/発表者名
      亀伸樹・木村将也
    • 学会等名
      日本地震学会2018秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Transient elastic response to instantaneously applied gravity load induced by a point mass; Derivation of an analytic solution in an unbounded homogeneous isotropic elastic medium2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuki Kame and Masaya Kimura
    • 学会等名
      AGU 2018 Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Longer Migration and Spontaneous Decay of Aseismic Slip Pulse on the Earthquake Nucleation Process Induced by Fault Roughness2018

    • 著者名/発表者名
      So Ozawa,Takahiro Hatano, Nobuki Kame
    • 学会等名
      AGU 2018 Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for Earthquake-Induced Prompt Gravity Signals in Gravimetric Data: Data Analysis and a New Observation Model2017

    • 著者名/発表者名
      Masaya Kimura, Nobuki Kame, Shingo Watada, Makiko Ohtani, Akito Araya, Yuichi Imanishi, Masaki Ando, and Takashi Kunugi
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Earthquake-induced prompt gravity change and its negative observability due to self-gravity effect2017

    • 著者名/発表者名
      Masaya Kimura and Nobuki Kame
    • 学会等名
      CoMFoS17 International Conference on Mathematical Analysis of Continuum Mechanics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling earthquake dynamic rupture in an elastic continuum: a boundary integral equation approach2017

    • 著者名/発表者名
      Nobuki Kame
    • 学会等名
      CoMFoS17 International Conference on Mathematical Analysis of Continuum Mechanics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Absence of prompt gravity signal induced by the 2011 Tohoku-Oki earthquake in data recorded by gravimeters, seismometers, and tiltmeters2017

    • 著者名/発表者名
      Masaya Kimura, Nobuki Kame, Shingo Watada, Makiko Ohtani, Akito Araya, Yuichi Imanishi, Masaki Ando, and Takashi Kunugi
    • 学会等名
      ERI-IPGP 2017 Workshop
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical gravitogram and gravito-gradiogram associated with seismic sources2017

    • 著者名/発表者名
      Masaya Kimura and Nobuki Kame
    • 学会等名
      EGU General Assembly
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Absence of prompt gravity signal induced by the 2011 Tohoku-Oki earthquake in data recorded by gravimeters and seismometers2017

    • 著者名/発表者名
      Masaya Kimura, Nobuki Kame, Shingo Watada, Makiko Ohtani, Akito Araya, Yuichi Imanishi, and Masaki Ando
    • 学会等名
      EGUGeneral Assembly
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 重力で地震発生を捉える(4) データ解析における信号不検出とその物理的解釈2017

    • 著者名/発表者名
      木村将也・亀伸樹・綿田辰吾・大谷真紀子・新谷昌人・今西祐一・安東正樹・功刀卓
    • 学会等名
      日本地震学会2017年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 重力で地震発生を捉える(5) 地震即時重力変化による弾性変形場の理論解析2017

    • 著者名/発表者名
      木村将也・亀伸樹
    • 学会等名
      日本地震学会2017年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Time to instability of the seismic event triggered by SSE2017

    • 著者名/発表者名
      Makiko Ohtani, Nobuki Kame and Masao Nakatani
    • 学会等名
      Joint Scientific Assembly of IAG-IASPEI
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulated precursory large aseismic slip at the deeper extension of the seismic region along the Nankai Trough, SW Japan,2017

    • 著者名/発表者名
      Makiko Ohtani, Nobuki Kame and Masao Nakatani
    • 学会等名
      EGU Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Moment tensors associated with the expansion and movement of fluid in ellipsoidal cavities2017

    • 著者名/発表者名
      Nobuki Kame, Naotp Mizuno and Mie Ichihara
    • 学会等名
      EGU Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2次元動的破壊問題で必要となるXBIEM核関数の全導出2016

    • 著者名/発表者名
      日下部哲也・亀伸樹
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Simulated precursory large aseismic slip at the deeper extension of the seismic region along the Nankai Trough, SW Japan2016

    • 著者名/発表者名
      Makiko Ohtani, Nobuki Kame and Masao Nakatani
    • 学会等名
      EGU Annual Meeting
    • 発表場所
      Vienna (Austria)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 重力で地震発生を捉える(2) -地震重力変化の理論波形を用いたデータ解析-2016

    • 著者名/発表者名
      木村将也・亀伸樹・綿田辰吾・大谷真紀子・新谷昌人・今西祐一・安東正樹
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Moment tensors associated with the expansion and movement of fluid in ellipsoidal cavities2016

    • 著者名/発表者名
      Nobuki Kame, Naotp Mizuno and Mie Ichihara
    • 学会等名
      EGU Annual Meeting
    • 発表場所
      Vienna (Austria)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ellipsoidal volume source calculation webtool for moment tensor evaluation of three models: A Tutorial Guide to Applications2016

    • 著者名/発表者名
      Nobuki Kame, Naoto Mizuno and Mie Ichihara
    • 学会等名
      ASC General Assembly
    • 発表場所
      Melbourune (Australia)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 重力で地震発生を捉える(3) -重力変化と重力勾配変化の理論記象のモーメントテンソル表現-2016

    • 著者名/発表者名
      木村将也・亀伸樹
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県・名古屋市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Modeling large precursory slip at the deeper extension of the seismic region along the Nankai Trough, SW Japan -Interaction between slow slip events and brittle nucleation-2016

    • 著者名/発表者名
      Makiko Ohtani, Nobuki Kame and Masao Nakatani
    • 学会等名
      ESC General Assembly
    • 発表場所
      Trieste (Italy)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 南海トラフ巨大地震発生領域深部で発生する大きな前兆すべりのモデル化2016

    • 著者名/発表者名
      大谷真紀子・亀伸樹・中谷正生
    • 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・幕張市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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