深海底軟弱地盤の安定性評価に関する基礎的研究

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本研究では，粘土鉱物の変質に伴う間隙比変化及び強度・剛性の増加を表現できる構成モデルの構築を行い，構築した構成モデルを既存の土/水連成有限要素解析プログラムに適用するため，初期値・境界値問題として定式化した．このとき，理学分野の専門家との意見交換を行うことで，鉱物の変質に伴う力学特性変化や変質が生じる条件等について，関連する分野での知見を整理した．また要素シミュレーションにより，構築したモデルが変質作用（脱水・強度変化）を表現できていることが確認できた．実際のデコルマ帯では，プレート沈み込みに伴うせん断力を受けながら変質していると考えられるが，このような条件を満たした実験は行われておらず，長期間の力学挙動は未解明である．そこで，プレート沈み込みを想定して，せん断力を受けながら変質した場合の力学挙動について調べた．その結果，観測事実と同様，過剰間隙水圧が発生した．また，このとき得られた力学挙動から，変質しながらせん断力を受けることでひずみを蓄積し，せん断力を受け続けるとやがて軟化して強度が低下することが分かった．このことは，デコルマ帯で固着が生じ，ゆっくり地震が発生するメカニズムに一致する．このように，スメクタイトのイライト化を表現することで得られた力学挙動から，デコルマ帯における固着とゆっくり地震を連続的に説明することができ，地盤力学と地球物理学の融合の一歩になったと考えている．本研究の成果は国内学会で成果発表を行った．さらに研究内容の詳細は英文論文としてまとめ，現在投稿準備中である．