地震等の動的外力に着目したデコルマの形成メカニズムに関する研究

关注地震等动态外力的滑脱形成机制研究

• 批准号: 15J08249
• 负责人: 栗本 悠平
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J08249/
• 关键词: デコルマ; プロトデコルマ; 動的外力; 帯磁率異方性; 数値実験; 等方加熱試験; 熱膨張; 熱弾粘塑性構成式; 動的荷重; プレート沈み込み運動; 軟岩; 粘土

平成28年度では、プレート境界断層浅部の初期形成時の基礎的な力学特性を理解する第一歩として、前年度に引き続き室内要素試験と数値実験を実施した。室内要素試験では、前年度に得られた知見を基に、試料の整形手法の確立から静的・動的載荷試験および内部組織観察までの試験手順を提案し、その妥当性を紀伊半島沖で採取されたプロトデコルマ層準と推定される試料を用いて検証した。なかでも、K0条件下での定ひずみ速度圧密試験と地震等を想定した動的載荷試験を実施し、試料の巨視的変形特性と微視的構造特性に着目した。その結果、プロトデコルマは半遠洋性堆積物からなる細粒分が極端に多い試料であり、初期状態はランダム組織かつ構造・セメンテーションを有している可能性が高いことを明らかにした。また、プロトデコルマに地震等を再現した動的外力が作用すると、一部の試験ケースでは振動載荷中に圧縮速度が上昇する現象を示し、室戸半島沖の天然のデコルマゾーンから見出された物性変化と類似した結果を示すことが分かった。数値実験では、先述の室内要素試験と物理試験で得られた新たな材料パラメータを適用し、200年に一度の地震等の動的外力と継続的な海洋プレートの沈み込み過程を時系列に沿って再現することで、プロトデコルマの長期的な力学特性を数値解析的に検討した。その結果、プレート沈み込み過程で連続的に発生する静的外力は、デコルマの初期形成要因から排除できることを改めて示し、前年度に得られた解析結果の妥当性を確認した。また、プレート境界断層の熱力学特性を考慮した数値解析を実施する前段階として、地盤材料は他材料と同様に加温により膨張する性質を持つとした熱弾粘塑性構成式の妥当性を検証するために、代表的な等方加熱試験を数値実験で再現した。その結果、材料の膨張を意味する熱膨張係数のみで温度上昇に伴う圧縮・膨張などの熱力学特性を評価できることを示した。

在2016年，室内元素测试和数值实验是理解初始阶段浅板边界断层的基本机械性能的第一步。在室内元素测试中，根据上一年获得的发现，我们提出了一种测试程序，从建立样品成型方法到静态和动态的负载测试和内部组织观测值，以及使用样品进行了估算的有效性，这些样品被估计为原始层次分层，收集在Kiii peninsula的海岸上。其中，进行了K0条件下的恒定应变速率压实测试和动态载荷测试以假设地震等，并着重于样品的宏观变形和显微镜结构特征。结果，可以揭示Protodecorma是一个由半层状沉积物组成的样品，其最大谷物，并且很可能初始状态是随机结构的，结构性的，并且是胶结的。还发现，当重现地震和其他因素的动态外力作用于Protodecorma时，在某些测试用例中，压缩速度在振动加载过程中会增加，显示出类似于Muroto半岛自然辐射区域中物理性质的变化的结果。在数值实验中，应用了从室内元素测试获得的新材料参数和上述物理测试，并通过在数值分析中重现每200年的动态外部力量（例如地震一次），并在数值分析中对海上平板的连续俯冲过程进行数值检查。结果，我们再次表明，在板俯冲过程中连续产生的静态外力可以从脱糖的初始形成因子中消除，并确认了上一年获得的分析结果的有效性。此外，作为进行数值分析的初步步骤，考虑了板边界故障的热力学特性，使用数值实验来复制典型的各向同性加热测试，以验证热弹性粘液粘膜固有方程的有效性，在哪种地面材料中具有像其他材料相似的地面材料。结果，结果表明，只能使用热膨胀系数评估热力学特性，例如压缩和与温度升高相关的膨胀，这意味着材料的膨胀。

项目成果

How to model the contractive behavior of soil in a heating test

• DOI: 10.1016/j.undsp.2016.05.001
• 发表时间: 2016-09
• 期刊: Underground Space
• 影响因子: 6.4
• 作者: Feng Zhang;Yuhei Kurimoto

紀伊半島沖海洋堆積物Site C0011の巨視的・微視的特性

纪伊半岛近海海洋沉积物宏观与微观特征C0011

• 发表时间: 2017
• 作者: 福岡純一;栗本悠平;王乾;山本由弦;阪口秀;張鋒;岩井裕正
• 通讯作者: 岩井裕正

Marco mechanical behavior and micro structure change of natural depositary soft clay subjected to several Hz of cyclic loading under K0 and isotropic conditions

K0和各向同性条件下数Hz循环荷载下天然沉积软粘土的宏观力学行为和微观结构变化

• 发表时间: 2017
• 作者: Yuhei Kurimoto;Qian Wang;Junichi Fukuoka;Hiromasa Iwai;Feng Zhang
• 通讯作者: Feng Zhang

Numerical tests on the formation mechanism of the décollement zone due to earthquake-induced dynamic force and plate tectonics

地震动力滑脱带形成机制与板块构造的数值试验

• DOI: 10.3208/jgs.11.353
• 发表时间: 2016
• 期刊: Japanese Geotechnical Journal
• 作者: 栗本悠平;山本由弦;阪口秀;小枝幸真;張鋒
• 通讯作者: 張鋒

デコルマ形成メカニズムの数値実験による検証

通过数值实验验证脱色形成机制

• 发表时间: 2015
• 作者: 小枝幸真;栗本悠平;王乾;山本由弦;阪口秀;張鋒
• 通讯作者: 張鋒