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

2023 年度 実績報告書

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

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。

研究成果

• [雑誌論文] On the b-value dependency of injection-induced seismicity on geomechanical parameters (2024)
  • 著者名/発表者名: Mukuhira Y.、Fehler M.C.、Bjarkason E.K.、Ito T.、Asanuma H.
  • 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
• [雑誌論文] Polarization Analysis in Time?Frequency Domain by Complex Spectral Matrix: Application to Various Phases of Seismogram (2024)
  • 著者名/発表者名: Nagata Takayuki、Mukuhira Yusuke、Sun Jingyi、Moriya Hirokazu、Shiina Takahiro、Nonomura Taku
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 巻: 62 ページ: 1～15
  • DOI: 10.1109/TGRS.2024.3352817
• [雑誌論文] Scaling Microseismic Cloud Shape During Hydraulic Stimulation Using In Situ Stress and Permeability (2023)
  • 著者名/発表者名: Mukuhira Y.、Yang M.、Ishibashi T.、Okamoto K.、Moriya H.、Kumano Y.、Asanuma H.、Shapiro S. A.、Rubinstein J. L.、Ito T.、Yan K.、Zuo Y.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Solid Earth 巻: 128 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2023JB026839
• [学会発表] Revisiting pore pressure behavior at the shut-in phase and causality of large induced seismicity at Basel, Switzerland (2024)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Mukuhira
  • 学会等名: GEoREST Workshop
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Slab-derived fluid storage in the crust elucidated by earthquake swarm (2023)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Mukuhira
  • 学会等名: Water-Rock Interaction (WRI-17)
  • 国際学会
• [学会発表] Scaling Microseismic Cloud Shape during Hydraulic Stimulation using In-situ Stress and Permeability (2023)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Mukuhira
  • 学会等名: International Joint Workshop on Slow-to-Fast Earthquakes
  • 国際学会
• [備考] Yusuke Mukuhira personal homepage
  • URL: https://yusukemukuhira.com/publication/
• [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/