| 研究課題/領域番号 |
19K04038
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分17040:固体地球科学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
野田 博之 京都大学, 防災研究所, 准教授 (50619640)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 脆性塑性遷移 / 地震サイクル / シミュレーション / 境界積分方程式法 / 間隙流体 / 粘弾性緩和 / 動的地震サイクルシミュレーション / 多孔質弾性論 / スペクトル境界積分法 / S-C-C'マイロナイト / 動的破壊 / 摩擦実験 / 断層構成則 / 地震サイクルシミュレーション / 脆性・塑性遷移 / 岩石力学実験 / 間隙水圧 / 数値シミュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、大断層の地震発生帯の下限部、脆性・塑性遷移（BPT）領域の剪断帯の地震サイクルを通じての挙動を明らかにするため、実験的手法と数値実験的手法を組み合わせた研究を行う。BPTにおける岩石の間隙率の変化に注目し、BPTを含む広い実験条件下においてアナログ物質を用いた室内変形実験を行い、剪断強度に加えて模擬剪断帯試料の幅、間隙率の変化を実測する。実験結果をふまえ、BPTを記述できる既存の構成則モデルの検証・高度化を行い、地震サイクルシミュレーションへ実装する。
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| 研究成果の概要 |
京都大学防災研究所設置の高温高圧ねじり試験機を改修し、垂直応力を自動で保持する機構を作成、実験の力学データの質の向上を達成した。脆性変形と塑性変形へのテンソルとしての変形の分配を考慮し、S-C-C’マイロナイトを生成する脆性・塑性遷移域の剪断帯の強度に関するモデルを提唱した。動的破壊の計算に用いる境界積分方程式法に関して、数値振動を抑えて精度を向上させる時間発展アルゴリズムを発見。スペクトル法を用いた動的地震サイクルシミュレーションに対して周期境界条件の除去、粘弾性緩和や多孔質弾性反発の実装に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究計画では主に、脆性塑性遷移領域における剪断帯の力学的性質の理解の前進と、媒質の非弾性変形や流体移動を考慮に入れた地震サイクルシミュレーションの高度化に貢献した。前者では岩石の構造（すべり面の角度や結晶伸長方向）と剪断強度を結びつける事に成功したが、これは構造地質学的研究と地球物理学的研究を橋渡しする知見と言える。また後者に関しては、本研究計画で目指した脆性塑性遷移と流体圧変化を考慮した地震サイクルのモデリングのみならず、一般に多孔質・粘弾性体の変形の解析に適用可能な技術であり、学際的価値があるといえる。
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