| 研究課題/領域番号 |
15K06221
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
増田 幸治 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 活断層・火山研究部門, 副研究部門長 (30344104)
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| 研究期間 (年度) |
2015-10-21 – 2018-03-31
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| キーワード | 破壊強度 / 破壊実験 / 応力腐食 / 断層強度回復 |
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| 研究実績の概要 |
岩石の摩擦強度に対する水の影響を明らかにするために，封圧下での圧縮実験に関する既存のデータについて検討した．特に，あらかじめ破断面の形成位置が予想できる岩石試料を使うことで，形成された断層面の摩擦を測定する際，条件が異なった複数回の実験の結果を比較検討できるように工夫した実験のデータを使用した．その結果，有効圧が同じでも，水のある場合とない場合では，摩擦強度とその温度依存性が異なることを確認した．これは物理的効果とは別の，水が関与する化学反応による効果（化学的効果）が働いていることを示唆するものである．さらに水がある状態では温度が上昇するにしたがって，断層面の摩擦強度が低下することがわかった．断層面の接触部分での微小破壊が化学反応に関係しているとすると，その反応速度は温度に依存するので，今回の結果はプロセスの時間スケールを短縮した観察したことに相当し，断層面の強度変化において化学反応が関与するプロセスが重要であるということを示唆している．
また破断面の強度回復に関する実験・データ解析・考察を行った．過去に活動したとされる既存断層面を含む岩石試料を使った，封圧下での圧縮変形破壊実験を行った．新たに形成される断層面は既存面の位置に依存するが，その開始点を詳しく観察すると，既存面とは異なった場所から破壊が発生していることを見出した．これは，既存の断層面の強度が，破壊前のIntactな状態とほぼ同じレベルまで回復していることを示唆しており，このような破壊‐回復を繰り返すことが，地表でみられる，幅をもった断層帯が形成されるメカニズムであると考えられる．この成果は，査読誌（国際誌）に公表した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本課題は2015/10/21に追加採択された．年度終盤より開始したので，今年度は研究計画にあった実験は十分できなかったが，既存のデータの再検討も含めて検討をすすめ，化学的効果の重要性を確認した．また，破壊面の強度回復とその地質学的意義に関しては，地質学的な意義を考察し，査読論文（国際誌）にその考察結果を公表できた．
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| 今後の研究の推進方策 |
初年度の採択が年度後半であったことより，初年度は当初計画通りの実施ができなかった．そこで，平成28年度以降は，既存のデータの再検討も含めることによって，実験データの不足を補い，岩石物性の時間依存性に関するメカニズムの考察を行う予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本課題は追加採択（10/21）のため，当初予定していた装置製作の設計製作を初年度に完了することができなかった．その関連費用が次年度使用となっている．
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| 次年度使用額の使用計画 |
発生した次年度使用額は，初年度に予定していた装置製作の設計製作・装置導入のために使用する予定である．次年度以降は，既存のデータの再検討も含めることによって，実験データの不足を補う予定であるので，それらの収集・再解析にも使用する．
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