臨界状態近傍における変位拘束岩石破壊実験

近临界状态位移约束岩石断裂实验

• 批准号: 02452052
• 负责人: 山田 功夫
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 1991
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02452052/
• 关键词: 岩石破壊; 地震予知; 前駆滑り; 微小破壊; 表面歪; 破壊強度

これまでの実験で、我々がこの研究で開発した手法“歪一定下における岩石破壊実験"では、破壊直前の岩石の振舞いを色々な角度で詳細に観測できることが分かった。特に破壊直前のサンプル表面の歪の変化は特徴的で、その変化の分布から最終的に破壊する場所が特定でき、その時間変化から破壊直前であることも知ることが出来た。今年度は、この実験をさらに発展させ、封圧のもとでの実験を行った。サンプルはこれまでと同様ウエスタリ-花崗岩である。高封圧はシリコンオイルをサンプルがセットされている封圧容器に注入することによって実現されるので、サンプルにオイルが染み込まないよう、銅薄(厚さ0.1mm)を周囲に巻き付けるようにしてシ-ルした。実験はすべて700barの封圧下で行った。何回かの実験の結果サンプル表面の歪の変化に大変興味深い結果が得られた。破壊歪の90%程に変形した岩石の表面では、その後の表面歪の推移で、最終的な破断面に沿って歪が蓄積され、回りでは歪が解放される様子がはっきりと観測されている。回りの歪が解放されていることからも分かるように、最終破断面に沿う歪の集中は歪エネルギ-がここに蓄積されるのではなく、最終破断面に沿って塑性変形が進むことを意味している。すなわち、すでにこの歪の状態で将来の破断面に沿って前駆滑りが起こっていることを意味する。実際の地殻に置いても地震の起こるかなり以前からこのような前駆滑りが起こっている可能性がある。

之前的实验表明，我们在本研究中开发的方法“恒定应变下的岩石断裂实验”可以从不同角度详细观察岩石断裂前的行为。特别是，失效前的样品表面的应变变化具有特征性，根据该变化的分布，可以确定最终失效发生的位置，并且可以根据时间变化来确定发生失效的位置。知道那是在失败之前。今年我们进一步发展了这个实验，进行了围压实验。与之前一样，样品是西风花岗岩。高围压是通过将硅油注入装有样品的密封压力容器中来实现的，因此为了防止油渗入样品中，请在容器周围包裹一层薄薄的铜层（0.1毫米厚） - 我这样做了。 。所有实验均在 700 bar 的围压下进行。经过多次实验，获得了关于样品表面应变变化的非常有趣的结果。在变形至约 90% 断裂应变的岩石表面上，可以清楚地观察到，随着表面应变的变化，应变沿最终断裂面累积并在其周围释放。从周围应变被释放的情况可以看出，应变沿着最终断裂面集中意味着应变能不是在这里积累的，而是塑性变形沿着最终断裂面进行的。这意味着在该应变下，前体滑移已经沿着未来的断裂面发生。即使在实际的地壳中，这种前兆滑动也可能在地震发生之前很久就发生。