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2022 年度 実績報告書

BKモデルと熱・流体・空隙相互作用に基づくゆっくり・高速地震遷移の解析

公募研究

研究領域Slow-to-Fast地震学
研究課題/領域番号 22H05309
研究機関青山学院大学

研究代表者

鈴木 岳人  青山学院大学, 理工学部, 助教 (10451874)

研究期間 (年度) 2022-06-16 – 2024-03-31
キーワードゆっくり地震 / 高速地震 / 熱・流体・空隙相互作用 / バネ・ブロックモデル
研究実績の概要

バネ・ブロックモデルに熱・流体・空隙相互作用を取り入れ、ブロックに対するエネルギーバランスを考えることにより、ゆっくり地震と高速地震の違いが1次相転移としての数学的構造を持つことが理解できた。また数値的に両地震を再現し、特にゆっくり地震と高速地震を共に複数回引き起こすことも可能になりつつある。これは例えば両地震の規模別頻度分布の理解にもつながる重要な成果である。
その中で、パラメータの多いモデルであるため、何が最も重要なものなのか見出す必要があったというのが本年度重要なテーマであった。特に空隙率変化に関わるパラメータについて着目した。空隙率は動的滑り時に増加し、静止時に減少する。すると空隙の出来易さを特徴付けるパラメータα0と空隙の塞がり易さを特徴付けるパラメータα1というものを考える必要が出て来る。そしてこれらの値は本研究の中でも結果に大きな影響を与えるものとなっている。どちらも天然断層に対して見積もり辛い物理量であり、幅広い範囲の値を仮定する必要があるからである。ある程度の試行錯誤の上で、系がもっともらしい振る舞いをする値の範囲を概ね見積もることができた。
ここでは空隙の生成・塞がりに関するパラメータを考えたが、これらの他にも例えば空隙率がどこまで増加できるかという上限など重要なものがある。こういったパラメータも統一的に取り入れ、系の振る舞いを支配する無次元数の導出ができれば有力な成果となる。この点は今後の課題となろう。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ゆっくり・高速地震遷移の数学的理解が完成したからである。そして数値計算も始めているため、順調に進展していると言える。パラメータの範囲の大まかな見積もりもできてきた。

今後の研究の推進方策

上述の通りパラメータが多いので計算結果を整理するのが今後の課題である。解析的に進められると良いと考えている。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Deriving the slip-front propagation velocity with slip-dependent and slip-velocity-dependent friction laws via the use of the linear marginal stability hypothesis2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Takehito
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 106 ページ: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevE.106.015002

  • [学会発表] バネ・ブロックモデルと熱・流体・空隙効果による微動の成因の理解2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木岳人・松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
  • [学会発表] バネ・ブロックモデルと熱・流体・空隙相互作用に基づく微動の振る舞いの多様性の解析2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木岳人・松川宏
    • 学会等名
      日本応用数理学会第19回研究部会連合発表会
  • [学会発表] 付加体の圧縮場を模した粉粒体の力学的挙動の粒子間摩擦依存性2023

    • 著者名/発表者名
      清水柊太・鈴木岳人・松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
  • [学会発表] Investigating the mechanism of the transition from slow to fast earthquakes using the BK model and interaction among heat, fluid pressure and porosity2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, T., and Matsukawa, H.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 品詞分類による英文テキストの構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      水口毅・鈴木岳人
    • 学会等名
      MIMS共同研究集会「社会物理学とその周辺」
  • [学会発表] BKモデルと熱・流体・空隙相互作用に基づくゆっくり-高速地震遷移の多様性の理解2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木岳人・松川宏
    • 学会等名
      日本地震学会2022年度秋季大会
  • [学会発表] Analytical understanding of condition of slow and fast earthquakes based on the BK model and the interaction among heat, fluid pressure and porosity2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, T., and H. Matsukawa
    • 学会等名
      International Joint Workshop on Slow-to-Fast Earthquakes 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 機能語内容語分類による英文テキストの構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      水口毅・鈴木岳人
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [学会発表] 前震-本震系列の繰り返し周期の透水係数への依存性2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木岳人・松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [学会発表] 粉粒体の力学的挙動の粒子間摩擦依存性2022

    • 著者名/発表者名
      清水柊汰・鈴木岳人・松川宏
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [学会発表] Condition for the transition from slow to fast earthquakes analyzed by the BK model with the interaction among heat, fluid pressure, and porosity2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, T., and H. Matsukawa
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2022
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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