2018 Fiscal Year Annual Research Report
エネルギー開発リスクとなる断層活動性の定量評価に関する研究
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16H04612
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
伊藤 高敏 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (00184664)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 誘発地震 / フラクチャリング / 断層すべり / 数値シミュレーション / 室内実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年までの数値シミュレーションによる検討により、摩擦係数がすべり速度と共に低下する特性を与えると、注水に伴って断層が瞬間的にすべる現象つまり誘発地震が発生することがわかった。ただし、そのすべりのモーメントマグニチュードは－1.5前後と実際に観測される有感地震の規模よりも小さかった。そこで、地殻応力、摩擦係数、断層面の膨張角（ダイレーションアングル）などの諸因子を変えた計算を行って、それらの影響を調べた。その結果、初期状態で断層面に作用するせん断応力が大きくなって摩擦力に近くなると、断層面全体に及ぶ破局的なすべりが発生することがわかった。ただし、そのためにはせん断応力と摩擦力が0.1MPa程度の差まで近づく必要がある。このことは地殻応力の大きさがわかっていれば、誘発地震を予測できることを示している。また、膨張角が大きいとすべり領域の拡大が途中で止まり、断層面全体には及ばないことがわかった。新しい断層ほど膨張角は大きいと考えられるので、上記のことはいったんすべった履歴のある断層ほど再びすべりやすくなることを示している。また、このことは、自然地震が同じ場所で繰り返し起こることの原因である可能性がある。一方、注水で起こる断層すべりを室内実験で再現する方法の検討を行った。そこで、６０㎝角の大型試験片を用意し、模擬断層面にせん断ひずみ測定用のひずみゲージを埋め込み、また模擬断層面の中央に注水孔を設けた。この試験片側面に模擬地殻応力を負荷してから注水する実験を実際に行った結果、注水圧力として2MPa程度負荷できることがわかった。この程度の大きさが確保できれば、注水で模擬断層のすべりを誘発する実験ができると見込まれる。また、断層がすべった様子を試験片に埋め込んだひずみゲージで捉えられることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
数値シミュレーションによって断層全体に及ぶような破局的すべりが起こる条件が判明し、また、それを室内実験で再現できる見通しができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
数値シミュレーションによって断層全体に及ぶような破局的すべりが起こる条件を定量化する。これを室内実験結果と比較して妥当性を検証する。
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