すべり摩擦現象における時空間揺らぎと自己組織化

• 研究課題/領域番号: 24654119
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 数理物理・物性基礎
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 山口 哲生 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20466783)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 地震 / 摩擦 / ゲル / スティックスリップ運動 / その場可視化 / 不均一性 / スティックスリップ / 自己組織化 / 可視化 / スティック－スリップ運動 / 相図 / PIV / 巨大地震 / ゆっくり地震

研究成果の概要

ゲルは，高分子からなるやわらかい弾性体であり，すべらせるとしばしばスティック－スリップ運動を起こす．ゲルのスティック－スリップ運動は，断層が一時的かつ局所的にすべりを起こす地震現象と類似した振る舞いを示すことから，地震現象のモデル系として用いられている．本研究では，実験条件によってスティック－スリップ運動の複雑性をコントロールできることを発見した．また，その場可視化を用いてスティック－スリップサイクルの中で巨大すべりがどのように“準備”されるかについて調べ，巨大すべり直前を特徴付ける物理量と実験パラメータとのスケーリング関係を見出した．

研究成果

• [雑誌論文] いきものに学ぶトライボロジー (2015)
  • 著者名/発表者名: 山口哲生，赤峯彰，澤江義則
  • 雑誌名: 日本ゴム協会誌 巻: 88 ページ: 55-59
  • NAID: 130005070992
  • 査読あり
• [雑誌論文] Earthquake model experiments in a viscoelastic fluid : A scaling of decreasing magnitudes of earthquakes with depth (2014)
  • 著者名/発表者名: Namiki, A., T. Yamaguchi, I. Sumita, T. Suzuki, and S. Ide
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. Solid Earth 巻: 119 号: 4 ページ: 3169-3181
  • DOI: 10.1002/2014jb011135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Superior Lubricity in Articular Cartilage and Artificial Hydrogel Cartilage (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Murakami, S. Yarimitsu, K. Nakashima, T. Yamaguchi, Y. Sawae, N. Sakai and A. Suzuki
  • 雑誌名: Proc IMechE Part J : J Engineering Tribology 巻: 228 号: 10 ページ: 1099-1111
  • DOI: 10.1177/1350650114530273
  • 査読あり
• [雑誌論文] Frictional Property of Hydrogels Prepared under Electric Fields (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Suzuki, T. Yamaguchi, M. Doi
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: 82 号: 12 ページ: 124803-124803
  • DOI: 10.7566/jpsj.82.124803
  • NAID: 40019915610
  • 査読あり
• [雑誌論文] Failure of film formation of yiscoelastic fluid : Dynamics of viscoelastic fluid in a partially filled horizontally rotating cylinder (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Sumino, H.Shibayama, T.Yamaguchi, T.Kajiya, M.Doi
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 85 号: 4 ページ: 0463071-6
  • DOI: 10.1103/physreve.85.046307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Asymmetry-symmetry transition of double-sided adhesive tapes (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yamaguchi, H. Muroo, Y. Sumino, M. Doi
  • 雑誌名: Physical Review E 巻: 85 号: 6 ページ: 61802-61802
  • DOI: 10.1103/physreve.85.061802
  • 査読あり
• [雑誌論文] やわらかい粘弾性体の粘着・剥離・摩擦現象 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口 哲生
  • 雑誌名: 日本接着学会誌 巻: 48 ページ: 83-89
  • NAID: 10030971003
  • 査読あり
• [学会発表] 数突起をもつゲル同士のすべり摩擦と集団運動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山口哲生
  • 学会等名: 日本物理学会 第70回年次大会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2015-03-24
• [学会発表] 凝着摩耗の動力学理論 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山口哲生
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年 秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-10
• [学会発表] ハイドロゲルのすべり摩擦における疲労き裂進展とパターン形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山口哲生
  • 学会等名: 日本物理学会 2014年秋季大会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2014-09-10
• [学会発表] Effects of Electric Fields on Sliding Friction of Hydrogels (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yamaguchi
  • 学会等名: IUMRS-ICA
  • 発表場所: Fukuoka University, Japan
  • 年月日: 2014-08-27
  • 招待講演
• [学会発表] Sliding friction of sticky gels (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yamaguchi
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Tribology
  • 発表場所: Bentley University, USA
  • 年月日: 2014-07-24
  • 招待講演
• [学会発表] Laboratory Experiments of Seismic Cycles: Effects of Normal Stress and Its Gradient (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yamaguchi
  • 学会等名: Annual meeting, Seismological Society of America
  • 発表場所: Anchorage
  • 年月日: 2014-04-30
• [学会発表] 高分子ゲルの摩擦実験におけるゆっくりすべりと巨大地震 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口 哲生， 堀 高峰， 阪口 秀
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 招待講演
• [学会発表] Fast and Slow Earthquakes in Laboratory Experiments (2013)
  • 著者名/発表者名: Tetsuo Yamaguchi
  • 学会等名: Asia Oceania Geoscience Society
  • 発表場所: Brisbane Convention & Exhibition Centre
• [学会発表] 弾性体のすべり摩擦におけるゆっくりすべりと巨大地震 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口 哲生
  • 学会等名: トライボロジー会議 秋 福岡
  • 発表場所: アクロス福岡
• [学会発表] Stick-slip motions in sliding friction of sticky gel-sheets (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yamaguchi
  • 学会等名: The Adhesion Society Annual Meeting
  • 発表場所: Daytona Beach, USA
• [学会発表] Gutenberg-Richter law, giant earthquakes and slow events in laboratory experiment (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yamaguchi, T. Hori, H. Sakaguchi, J.- P. Ampuero
  • 学会等名: Americal Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
• [学会発表] やわらかい粘弾性体の粘着・剥離・摩擦現象 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口 哲生
  • 学会等名: トライボロジー懇談会
  • 発表場所: 九州大学
  • 招待講演
• [学会発表] Non-linear rheology in debonding of soft adhesives (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Yamaguchi
  • 学会等名: JSPS Franco-Japonais seminar
  • 発表場所: 東京大学
  • 招待講演
• [学会発表] 高分子ゲルの粘着・摩擦現象における接触・剥離のメソスケールダイナミクス (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口 哲生
  • 学会等名: 表面科学会講演会
  • 発表場所: 東北大学
  • 招待講演
• [備考] 九州大学工学部機械航空工学科設計工学研究室
  • URL: http://www.mech.kyushu-u.ac.jp/~design/
• [備考] 九州大学工学部機械航空工学科設計工学研究室
  • URL: http://www.mech.kyushu-u.ac.jp/~design/