岩盤破壊時の異常挙動を基とした地震前兆現象の力学的解析

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05808037
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 堀 宗朗 東京大学, 工学部, 助教授 (00219205)
• キーワード: B値異常挙動 / 地震前兆現象 / AE / 破壊力学 / マイクロメニクス / 相互作用評価

研究概要

当初予定していたAE測定装置の購入を見合わせたため、当該年度の研究はB値異常現象を解明する力学モデルの構築が中心となった。これは大きさの比が10^3程度にわたり、種々の方向と位置にある10^3程度の多数の亀裂群の滑りと破壊をシミュレートするモデルである。このモデルを用いて既存の岩石室内実験結果との比較を行ったところ、破壊直前のAEの異常挙動が定量的に再現されるなど良好な一致がみられた。したがって、構築されたモデルは十分妥当なものと思われる。この結果を踏まえて、地震の前兆現象としてのB値の異常挙動のメカニズムが、断層の種々の場所での滑りや破壊であることを示し、このような前兆現象を利用してより合理的に地震予知を行う端緒を開くことに成功したと思われる。なお、モデルで扱われる亀裂群はサイズが大きく異なり、かつその数も膨大であるため、亀裂間の相互作用を正確な評価がネックとなっていた。そこで、相互作用を評価する理論を一般化し、適用範囲の広い合理的な評価方法を考案することも行った。(上記の他に、地殻内物質の急速な相変化とそれに伴う地震発生のメカニズムを探るため、高圧化下で物質の相変化がどのように進行するかを実験によって観察した。不安定進行の撮影に成功し、また、解析によって実験結果の再現も行い、相変化による地震発生のメカニズムを検討した。)

研究成果

• [文献書誌] M.Hori and S.Nemat-Nasser: "Dobule-Inclusion model and overall moduli of multi-phase composites" Mechanics of Materials. 189-206 (1993)
• [文献書誌] M.Hori and S.Nemat-Nasser: "Dobule-Inclusion Model and Ovearll Moduli of Mutli-Phase Composites" ASME Proceedings:Micromechanics of Composite. (in printing). (1993)
• [文献書誌] S.Nemat-Nasser,N.Yu,and M.Hori: "Bounds and estimates of overall moduli of composites with periodic microstructure" Mechanics of Materials. 163-181 (1993)
• [文献書誌] S.Nemat-Nasser,N.Yu,and M.Hori: "Solids with periodically distributed cracks" International Journal of Solds and Structures. 2071-2095 (1993)
• [文献書誌] 堀 宗朗、亀田 敏行: "材料中の相変化の不安定伝播に関する基礎的研究" 構造工学論文集. (印刷中).
• [文献書誌] 山口 栄輝、堀 宗朗、細川 直行: "岩盤侵透流問題の逆解析の新しい定式化とベイズ推定の適用" 構造工学論文集. (印刷中).
• [文献書誌] S.Nemat-Nasser and M.Hori: "MICROMECHANICS:Overall Properties of Heterogeneous Materials" North-Holland(New York), 687 (1993)