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岩石の組織・破壊シミュレーションから見るプレートテクトニクスの起源

从岩石结构和断裂模拟看板块构造起源

基本信息

批准号：
22J00482
负责人：
澤燦道
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-22 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、プレートテクトニクス開始の起源の一つである低強度の岩石がどのように形成されるかを解明することを目的とする。岩石中の結晶粒径減少による低強度のせん断帯形成メカニズムは未だ不明なところが多い。天然のせん断帯の観察からき裂も粒径減少に寄与していると推察されるが、その後の動的再結晶によってその痕跡は消滅するため、天然や実験における観察でき裂進展と動的再結晶の相互作用を定量的に評価することは難しい。そこで、数値シミュレーションの一つであるフェーズフィールド法により、岩石中に含まれるかんらん石のき裂進展と動的再結晶をモデル化し、き裂と再結晶の粒径減少と岩石強度変化に対する寄与を明らかにすることを試みる。採用期間の途中で採用を辞退したため、計画の一部しか実施できなかったが、下記の成果を得ることができた。動的再結晶は岩石中の塑性変形中に生じるため、まず、かんらん石の塑性変形挙動を結晶塑性有限要素法によりモデル化し、シミュレーションを行った。シミュレーションは有限要素法のオープンソースコードであるMOOSEを用いた。MOOSEのソースコードを改良し、かんらん石の結晶塑性モデルの計算が行えるようにした。先行研究で提示された結晶塑性モデルにおけるパラメータを用いることで、実験的に得られたかんらん石の流動強度をMOOSEにおいて再現可能であることを確認した。動的再結晶のモデル化・シミュレーションはMOOSEにおけるフェーズフィールドモジュールと前述した結晶塑性有限要素法を組み合わせて行った。結晶塑性有限要素法の計算で得られた転位密度の上昇に対応して、再結晶粒を形成するというプロセスを実現することに成功した。

In this study, the beginning of the experiment is that the low-strength rock samples have been formed in order to understand the purpose of the experiment. The grain size of the crystal in the rock is less than that in the rock, and the fracture of the low strength grain in the rock results in the formation of an unknown grain size. The particle size of the fracture was detected by the natural temperature measurement, and the particle size of the crack was detected by the monitoring instrument. The results show that the particle size of the crack is small and the particle size of the crack is small, and the particle size of the crack is less than that of the crack. the quantitative analysis of the interaction between the cracks and the re-crystal interaction between the cracks and the development of the cracks. After testing, testing, and testing. During the period of employment, you can use a package to dismiss a job, plan to do a job, and get the results of the program. In the dynamic re-crystallization, the plastic deformation of the rock is affected by the plastic deformation of the rock. The plastic deformation of the rock is characterized by the finite element method of plasticity. This is an example of the limited feature method, which is called MOOSE method. MOOSE is used to improve the mechanical properties of the stone and to calculate the crystal plasticity of the stone. The first step is to study the mechanical properties and plastic properties of the crystal. The plastic test results show that the mechanical properties of the equipment, the strength of the MOOSE flow, the strength of the stone flow, and the confirmation of the mechanical properties may occur. The mechanical properties of the MOOSE system were determined by the crystal plasticity finite element method (FEM). The crystal plasticity finite element method has been used to calculate the potential density of the metal, and then the grain density has been calculated.