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断層帯に存在する水と摩擦発熱が地震の破壊過程に与える影響

断裂带存在的水和摩擦生热对地震破裂过程的影响

基本信息

批准号：
09J01224
负责人：
浦田優美
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

地震が発生する領域には水などの流体(間隙流体)が存在すると考えられている。流体が地震時に果たす重要な役割のひとつに、断層運動に伴う摩擦発熱によって間隙流体の圧力が上昇し、断層の強度を大きく低下させる、というものがある。強度が低下した断層はすべりやすくなり、大地震につながると考えられる。本研究の目的は、摩擦熱による間隙圧上昇の機構が実際の地震でどの程度効いているのかを明らかにすること、およびこの機構のモデルをより現実的なものに改良することである。今年度は、実際の断層近傍の物理を反映したモデルを構築するため、間隙水の相変化およびダイラタンシーに着目した。岩石実験の結果や昨年度までの理論的な考察などから、間隙水の相変化とダイラタンシーが地震時に起こりそうであり、間隙圧上昇の機構や地震のすべり発展に大きな影響を与えると予想されたからである。それらを組み込んだ数値計算コードを新たに作成し、その計算コードを用いて多数の数値実験を行った。その結果、水の相変化とダイラタンシーによって、間隙圧上昇の機構の効果が抑制されることがわかった。具体的には、水の相変化によってすべり量が、ダイラタンシーによってすべり量と破壊伝播速度が抑制される。このことは、ダイラタンシーや相変化を考慮していない数値計算と実際の地震との間に見られる特徴の違いを、ある程度説明する。水の存在が考えられる断層では、単純な間隙圧上昇の機構だけでなく、水の相変化やダイラタンシーを考慮する必要があることを示した。以上の成果を国内外の学会で発表した。また、昨年度までの研究成果をBulletin of the Seismological Society of America誌に発表した。

There is no water or interstitial fluid in the earthquake-generating field. The fluid pressure increases due to friction and heat generation due to fault movement, and the strength of the fault decreases due to friction. The intensity of the fault is low, and the earthquake is large. The purpose of this study is to improve the mechanism for increasing the gap pressure due to friction heat during earthquake. This year, the physical reflection near the fault is very important. The results of rock exploration and the theoretical investigation of the phase transformation of interstitial water during earthquakes are as follows: The number of people in the middle of the game is not enough. As a result, the water phase change and the mechanism of gap pressure rise are suppressed. Specific water and water phase change, water phase change The characteristics of the earthquake are described in the calculation of the numerical value of the earthquake. The existence of water is necessary to consider the mechanism of water phase change in the fault and pure air pressure rise. The above achievements are presented to the society at home and abroad. Bulletin of the Seismological Society of America