研究課題
本年度は、断層における摩擦特性に関して理論的考察を行った。断層ガウジ層内における剪断構造発達と断層の摩擦不安定性との関係性は、先行研究により定性的に指摘されてきた。しかしながら、両者の関係性を高圧下で定量的に評価することは、技術的に困難であり未だなされていない。そこで本研究では、摩擦すべり実験から得られた応力・歪値の測定値を基にして、断層ガウジ層内における剪断構造発達過程を定量的に評価した。具体的には、断層におけるエネルギー収支と内部摩擦角の関係性から剪断角を算出した。定量評価の結果、封圧に依存する剪断構造発達の不均質性の差異が認められた。剪断角を決定する内部摩擦角は、粒子間の摩擦や噛み合わせの抵抗を集合体として統計的に表現した角度である。そのため粒子配列や剪断構造に敏感である。つまり、断層における摩擦不安定性を決定する上では、特定の剪断構造が有意とは限らず、内部摩擦角によって表現される粒子配列や剪断構造が支配的だと明らかにした。つまり剪断構造発達を統計的に評価することの重要性を示した。さらに、変形に伴うエネルギー散逸過程が断層ガウジのフラクタル的粒径分布および臨界すべり変位を支配することを示した。同様に粒状体の配列にも寄与する。以上より、本年度の研究は下記のように結論づけられる。（１）断層における摩擦不安定性は、エネルギー収支（散逸エネルギー）と密接に関係しており、断層ガウジ層内における粒子配列や剪断構造発達によって統計的に支配されている。つまり粒子間における接触点の分布を統計的に評価することが、摩擦不安定性の理解へとつながる。また、これらの成果は地震のみならず、地滑りや付加体内における分岐断層の不安定性評価・すべり面推定への応用の可能性を示唆する。これらの成果を国際学術誌および学会にて発表した。
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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International Journal of GEOMATE
巻: 12 ページ: 32-37
http://dx.doi.org/10.21660/2017.34.2660
