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2015 年度 実績報告書

地震発生メカニズム解明のための大型振動台を用いた高速摩擦実験

研究課題

研究課題/領域番号 23340131
研究機関国立研究開発法人防災科学技術研究所

研究代表者

福山 英一  国立研究開発法人防災科学技術研究所, 観測・予測研究領域 地震・火山防災研究ユニット, 総括主任研究員 (60360369)

研究分担者 川方 裕則  立命館大学, 理工学部, 教授 (80346056)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2016-03-31
キーワード地震発生メカニズム / 岩石摩擦 / 大型振動台
研究実績の概要

stick slip地震の破壊伝播を詳細に調べるため、すべり面(断層面)近傍に高密度でひずみゲージを設置し、破壊伝播の様子を詳細に記録した。その解析より、岩石のS波速度を超える破壊伝播速度を持つ破壊(supershear rupture)がいくつか見つかった。これらの破壊は、一時的にsupershearモードで伝播するものの、ある程度墓伝播すると、通常のレーリー(Rayleigh)波速度以下の破壊伝播(sub-Rayleigh rupture)モードに移行して破壊を続けていた。破壊モードの遷移は、破壊先端における背景応力状態と密接に関わっていることが、実験において確かめられた。

摩擦係数のスケール依存性の検証のためメートルサイズの大型実験試料(本件)とセンチメートルサイズの通常室内実験で使われるサイズの実験試料を用いて、同じ条件の実験データを比較し、大型試料の場合は、摩耗によって、応力不均質が生成され、その不均質がさらに断層面上の不均質な摩耗を進展させ、空間的に不均質に生成される摩耗物質が更なる応力不均質を作り出すというループの存在を発見し、その研究成果がNature誌に掲載された。

岩石試料中にひずみゲージを埋込み、slow slipの発生及び成長、それに引き続くstick slip地震の発生をモニターすることに成功した。破壊フロントの応力歪状態を直接モニター出来たという点で、画期的なデータである。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Scale dependence of rock friction at high work rate2015

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, F., Fukuyama, E., Mizoguchi, K., Takizawa, S., Xu, S., and Kawakata, H.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 528 ページ: 254-257

    • DOI

      10.1038/nature16138

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stick-slip behavior of Indian gabbro as studied using a NIED large-scale biaxial friction apparatus2015

    • 著者名/発表者名
      Togo, T., Shimamoto, T., Ymashita, F., Fukuyama, E., Mizoguchi, K., and Urata, Y.
    • 雑誌名

      Earthquake Science

      巻: 28 ページ: 97-118

    • DOI

      10.1007/s11589-015-0113-4

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Short-lived Supershear Rupture2015

    • 著者名/発表者名
      Fukuyama, E., Xu, S., Yamashita, S., Mizoguchi, K., Takizawa, S., Kawakata, H.
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2015 Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscorn Center (San Francisco)
    • 年月日
      2015-12-14 – 2015-12-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of fault surface evolution on slip behaviors in large-scale biaxial experiments2015

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, F., Fukuyama, E., Xu, S., Mizoguchi, K., Kawakata, H., Takizawa, S.
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2015 Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscorn Center (San Francisco)
    • 年月日
      2015-12-14 – 2015-12-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Brittle Asperities and Stick-Slip Motion: Insight from Friction Experiments along A Gabbro/Marble Interface2015

    • 著者名/発表者名
      Xu, S., Takizawa, S., Fukuyama, E., Yamashita, F., Mizoguchi, K., Kawakata, H.
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2015 Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscorn Center (San Francisco)
    • 年月日
      2015-12-14 – 2015-12-18
    • 国際学会
  • [学会発表] 短命なSupershear Rupture2015

    • 著者名/発表者名
      福山英一、徐 世慶、山下太、溝口一生、滝沢茂、川方裕則
    • 学会等名
      日本地震学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(神戸市)
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-28
  • [学会発表] 大型試料のせん断すべり時における稠密な透過弾性波計測2015

    • 著者名/発表者名
      川方裕則、福山英一、溝口一生、山下太、徐世慶、滝沢茂
    • 学会等名
      日本地震学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(神戸市)
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-28
  • [学会発表] 大型岩石摩擦実験中のガウジ生成によって消費された非弾性エネルギー2015

    • 著者名/発表者名
      滝沢茂・福山英一・山下太、徐世慶、溝口一生、川方裕則
    • 学会等名
      日本地震学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(神戸市)
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-28
  • [学会発表] Brittle Asperities and Stick-Slip Motion: Insight from Friction Experiments along A Gabbro/Marble Interface2015

    • 著者名/発表者名
      Xu, S., Takizawa, S. and Fukuyama, E., Yamashita, F., Mizoguchi, K., Kawakata, H.
    • 学会等名
      日本地震学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(神戸市)
    • 年月日
      2015-10-26 – 2015-10-28
  • [学会発表] Laboratory Investigation of Slip Mode along A Bimaterial (Gabbro/Marble) Fault Interface: Preliminary Results and Implications2015

    • 著者名/発表者名
      Xu, S., Takizawa, S., Fukuyama, E., Yamashita, F., Mizoguchi, K., and Kawakata, H.
    • 学会等名
      Workshop on Numerical Modeling of Earthquake Motions: Waves and Ruptures
    • 発表場所
      Smolenice Castle (near Bratislava)
    • 年月日
      2015-07-05 – 2015-07-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Voids strengthen rock friction at subseismic slip velocity: A microscopic view of dilatancy effects2015

    • 著者名/発表者名
      Fukuyama, E., Yamashita, F. and Mizoguchi, K.
    • 学会等名
      26th IUGG General Assembly
    • 発表場所
      Prague Congress Center (Prague)
    • 年月日
      2015-06-22 – 2015-07-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Evolution of rupture style with total fault displacement: Insight from meter-scale direct shear experiments2015

    • 著者名/発表者名
      Xu, S., Fukuyama, E., Yamashita, F., Mizoguchi, K., Takizawa, S., and Kawakata, H.
    • 学会等名
      26th IUGG General Assembly
    • 発表場所
      Prague Congress Center (Prague)
    • 年月日
      2015-06-22 – 2015-07-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Cohesive Zone Length of Gabbro at Supershear Rupture Velocity,2015

    • 著者名/発表者名
      Fukuyama, E., Xu, S., Yamashita, F., Mizoguchi, K., Takizawa, S. and Kawakata, H.
    • 学会等名
      Symposium to Honour Prof. Raul Madariaga
    • 発表場所
      Ecole Normale Superieure (Paris)
    • 年月日
      2015-06-18 – 2015-06-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cohesive Zone Length of Gabbro at Supershear Rupture Velocity (2)2015

    • 著者名/発表者名
      福山英一、徐 世慶、溝口一生、山下太
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉市)
    • 年月日
      2015-05-24 – 2015-05-28

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公開日: 2017-01-06  

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