[S-IT26] 地殻応力研究の最前線：観測・実験・モデリングの統合

[SIT26-P04] 既存岩石コアへコア変形法を適用した原位置地殻応力測定

*小村 健太朗¹、林 為人²、伊藤 高敏³、船戸 明雄⁴ (1.防災科学技術研究所、2.京都大学大学院工学研究科、3.東北大学流体科学研究所、4.深田地質研究所)

キーワード：コア変形法、原位置地殻応力、岩石コア

地殻の原位置の絶対応力を知ることは、地震発生の過程を理解する上で、重要な情報であるるにもかかわらず、信頼性の高い地殻応力データはいまだ乏しい状況にある。本研究は、最近開発された、岩石コアの形状から原位置地殻応力値を推定する方法である「コア変形法(DCDA, Diametrical Core Deformation Analysis法)」を既存の岩石コアに適用して、原位置地殻応力を推定することを試みた。コア変形法は、掘削孔内で特殊な計測をする必要がなく、岩石コアを採取し、岩石の弾性定数とともにコア周にそった形状を計測する方法なので、過去に採取された岩石コアに適用できることが期待される。そして、岩石コアの採取された地点を含む、広域にわたり、原位置地殻応力データが得られる見込みがある。本発表では、過去に防災科研で掘削、採取された岩石コアを用いて、コア変形法を適用し、掘削時に得られた孔井を利用した原位置地殻応力データと比較して、時間経過しても、コア変形法が有効であることを確認することを目的とした。
今回，防災科研の断層掘削研究等で深度が200m～2000mから採取した硬岩の岩石コアを利用した。それらは採取後、10年以上経過したものである。Funato and Ito (2017, IJRMMS)で設計され、京都大に設置された装置でコア外周にそった直径を測定した。測定された岩石コアの多くは、外周にそった直径の変化がサインカーブを示し、10年以上経過した古い岩石コアでも、岩石コア断面が応力開放にともなう弾性変形を保持した楕円状になっていることがわかった。そして、同じくFunato and Ito (2017, IJRMMS)で示されたコア採取後の応力解法に伴うコアの直径方向の弾性変形量と解法応力の理論式にしたがって、原位置応力を推定した。その際、理論式にふくまれる弾性係数（ヤング率とポアッソン比）は、測定岩石コア近傍で採取された同じ岩質のコアの岩石試験で得られた値を用いた。推定された原位置応力値は、掘削時に孔井内で、水圧破砕法、ブレイクアウト法などを実施して、独立して推定された応力値とおおよそ整合性がみられた。この結果は、原位置応力測定は実施されていなかったが、岩石コアは採取された多くの既存孔井地点で、信頼性のある原位置応力値が推定できる見込みがあることを示している。