High precision modeling for seabed rock mass and its application to clarify the mechanism of decollement formation

まずIODPの紀伊半島沖南海掘削で得たプロトデコルマ試料を用い、種々の複合載荷要素試験を行い、岩石の巨視的力学挙動を調べると同時にSEM・AMSによる微細構造と帯磁率異方性の変化も調べた。その結果、最大荷重に関係なく数百回の動的載荷で大圧縮が起きること、動的載荷において圧密降伏応力4Pcまでの載荷でやっと20Pc静的載荷で見られた顕著な変化(構造の崩壊)が現れ始めることがわかった。これは内部組織を維持したまま急激な密度増加を示すデコルマの力学特性が動的荷重によるものとする仮説に合致している。一方仮説を完全に証明するためには、紀伊半島沖サイトC0011、C0012と同じサイトの深海底堆積物を用いて同様な載荷試験と構造分析を行い、プロトデコルマではない深海底堆積物が同様な載荷を受けデコルマになれるかを調べた。その結果、明らかにプロトデコルマの結果と異なり仮説の合理性をある程度検証できていると言える。今後は実験ケースを増やし結論に決定付ける。海洋プレートが大陸プレートの下に沈み込む過程を境界値問題として時系列的に再現する数値実験を行うため、弾塑性時系列的計算が並列処理に不向きというボトルネットを初年度の研究でほぼ解決できる段階に来ている。特に解決の糸口と申請時に認識している高性能Xeon(GUGPU)搭載ワークステーションを使用することで、既存の解析プログラムにGPUが読めるよう、並列処理コマンドを書き換える作業はすでに80％完成している。連立方程式以外すべてのサブルーチンの改造が完成しており、並列化処理により最低数百倍のスピードアップが確認された。画期的と言える。一方、境界値問題の数値実験を巨視的・微視的要素試験で照合する作業においては、並列化処理が完全にできない限りさらに進められないという事実は否定できない。次年度で完全解決を目指し第3段階の研究を実施できるように進めていく。

まずIODPの紀伊半島沖南海掘削で得たプロトデコルマ試料を用い、種々の複合載荷要素試験を行い、岩石の巨視的力学挙動を調べると同時にSEM・AMSによる微細構造と帯磁率異方性の変化も調べた。その結果、最大荷重に関係なく数百回の動的載荷で大圧縮が起きること、動的載荷において圧密降伏応力4Pcまでの載荷でやっと20Pc静的載荷で見られた顕著な変化(構造の崩壊)が現れ始めることがわかった。これは内部組織を維持したまま急激な密度増加を示すデコルマの力学特性が動的荷重によるものとする仮説に合致している。一方仮説を完全に証明するためには、紀伊半島沖サイトC0011、C0012と同じサイトの深海底堆積物を用いて同様な載荷試験と構造分析を行い、プロトデコルマではない深海底堆積物が同様な載荷を受けデコルマになれるかを調べた。その結果、明らかにプロトデコルマの結果と異なり仮説の合理性をある程度検証できていると言える。今後は実験ケースを増やし結論に決定付ける。海洋プレートが大陸プレートの下に沈み込む過程を境界値問題として時系列的に再現する数値実験を行うため、弾塑性時系列的計算が並列処理に不向きというボトルネットを初年度の研究でほぼ解決できる段階に来ている。特に解決の糸口と申請時に認識している高性能Xeon(GUGPU)搭載ワークステーションを使用することで、既存の解析プログラムにGPUが読めるよう、並列処理コマンドを書き換える作業はすでに80％完成している。連立方程式以外すべてのサブルーチンの改造が完成しており、並列化処理により最低数百倍のスピードアップが確認された。画期的と言える。一方、境界値問題の数値実験を巨視的・微視的要素試験で照合する作業においては、並列化処理が完全にできない限りさらに進められないという事実は否定できない。次年度で完全解決を目指し第3段階の研究を実施できるように進めていく。