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資源工学的視点の室内岩石実験による間隙水圧とSlow地震の関連性解明

公募研究

研究領域Slow-to-Fast地震学
研究課題/領域番号 22H05294
研究種目

学術変革領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅱ)
研究機関東北大学

研究代表者

椋平 祐輔  東北大学, 流体科学研究所, 助教 (60723799)

研究期間 (年度) 2022-06-16 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2023年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2022年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワードスロー地震 / 間隙水圧 / 室内実験 / 岩石実験 / AE / レーザー変位計 / スロー自信
研究開始時の研究の概要

地震は観測できるが,流体の地球物理的な観測は難しい。このことが,Slow-to-Fast地震の発生・発達の素過程に果たす流体の役割の理解を妨げている。模擬断層面を有する1辺600mm四方の試験片に対して,注水し流体のSlow-to-Fast地震への関与が明確に解明可能な室内岩石実験を行う。Slow地震を試験片断層面上に埋め込んだ歪みゲージより直接計測し,Fast地震を歪みゲージとAE計測で捉える。様々な流体分布条件・応力条件下での,Slow-to-Fast地震の素過程を実験的に明らかにする。

研究実績の概要

初年度に,12チャンネル,16bit,2MHzの計測条件でAEの連続収録が可能なAE計測システムを導入した。本AEシステムで取得したAEの連続データから地震学的手法を用いてfast slipもしくはslow slipに関する弾性波を取得し,その変遷を知る事ができる。本年度は,導入したAE計測システムの様々なテスト,評価を行い,計測システムの構築と性能評価を実施した。AEロガーで取得された信号をSSDにリアルタイムで書き出す事が可能なPCを導入し,データ書き出しに遅れがないかを,ストレステスト等を行う事で上記計測条件でのシステムの堅牢性を確かめた。
さらに,その過程で,実験中の間隙水圧の分布や伝播をより網羅的に取得するために,断層を含む試験片の弾性波速度をモニタリングすることとした。これは垂直歪みを補完するする物理量の計測となる。そこで,AE計測の分野での弾性波速度モニタリングに必要なスイッチングシステムを導入した。このデバイス選定・既存の計測システムへの組み込み等も研究時間を割く必要があった。
残念ながらマンパワーが不足して思うように研究が進まない部分もあったが,計測システムは,ほぼ完成しており,あとは実験を実行し,データを収集するのみとなった。もちろんいくつかの予備実験は実行しており,各種計測システムのテストに加え,科学データも集まりつつある。本研究プロジェクトの第二期の公募研究にも応募した。今後も継続して本研究を完遂したい。

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] On the b-value dependency of injection-induced seismicity on geomechanical parameters2024

    • 著者名/発表者名
      Y. Mukuhira, M.C. Fehler, E.K. Bjarkason, T. Ito, H. Asanuma
    • 雑誌名

      International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences

      巻: 174 ページ: 105631-105631

    • DOI

      10.1016/j.ijrmms.2023.105631

    • 関連する報告書
      2023 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] Polarization Analysis in Time-Frequency Domain by Complex Spectral Matrix -Application to Various Mode of Seismogram-2024

    • 著者名/発表者名
      T. Nagata, Y. Mukuhira, J. Sun, H. Moriya, T. Shiina and T. Nonomura
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      巻: - ページ: 1-15

    • DOI

      10.1109/tgrs.2024.3352817

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scaling Microseismic Cloud Shape During Hydraulic Stimulation Using In Situ Stress and Permeability2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Mukuhira, M. Yang, T. Ishibashi, K. Okamoto, H. Moriya, Y. Kumano, H. Asanuma, S. A. Shapiro, J. L. Rubinstein, T. Ito, K. Yan, Y. Zuo
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 128 号: 8

    • DOI

      10.1029/2023jb026839

    • 関連する報告書
      2023 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] Slab-derived fluid storage in the crust elucidated by earthquake swarm2022

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mukuhira, Masaoki Uno, Keisuke Yoshida
    • 雑誌名

      Communications Earth & Environment

      巻: 3 号: 1 ページ: 286-286

    • DOI

      10.1038/s43247-022-00610-7

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Revisiting pore pressure behavior at the shut-in phase and causality of large induced seismicity at Basel, Switzerland2024

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mukuhira
    • 学会等名
      GEoREST Workshop
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Slab-derived fluid storage in the crust elucidated by earthquake swarm2023

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mukuhira
    • 学会等名
      Water-Rock Interaction (WRI-17)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Scaling Microseismic Cloud Shape during Hydraulic Stimulation using In-situ Stress and Permeability2023

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mukuhira
    • 学会等名
      International Joint Workshop on Slow-to-Fast Earthquakes
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] Yusuke Mukuhira personal homepage

    • URL

      https://yusukemukuhira.com/publication/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [備考] 東北大学 流体科学研究所 伊藤・椋平研究室

    • URL

      http://www.ifs.tohoku.ac.jp/geo/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書

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公開日: 2022-06-20   更新日: 2024-12-25  

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