[S-CG56] 変動帯ダイナミクス

[SCG56-05] 亀裂の幾何情報を考えた異方応力下での地下流体の移動特性のモデル化

*竹村 貴人¹、小田 匡寛²、鈴木 健一郎³ (1.日本大学文理学部地球科学科、2.埼玉大学工学部、3.大林組技術研究所)

キーワード：透水テンソル

岩石・岩盤中を移動する流体は，亀裂を主な移動経路とすることかが知られている．二重間隙モデルを考えれば，亀裂と共に母岩部の空隙も移動経路とするが，亀裂と空隙では移動に要する時間スケールが異なる．例えば，鉱物脈を考えてみると地下数 km の深さにおいても，熱水が亀裂を移動もしくは滞留していたことがわかる(Hosono et al., 2022)．このような亀裂を持つ岩石・ 岩盤(亀裂性岩盤)での流体の移動を考える際，透水係数を使って評価することが多い．多孔質媒体のような比較的等方な透水特性を持つ場合は，一つの透水係数で透水特性を表現することができるが，亀裂が配向性を持つ場合，透水係数は異方性を考慮する必要がありテンソル量として考える必要がある．また， 異方応力下におかれた岩石中の亀裂は，亀裂にかかる応力により閉塞したり開口したりする．このような問題を考える上で，可能な限りフィールドや岩石試料から得られた情報を反映させた透水テンソル(Oda, 1984; Oda et al., 2002; Suzuki et al., 1998)を導入することは，地下の流体移動を考える上で重要である．これまで，フィールドや岩石試料から得られることのできる情報（走向，傾斜，開口幅）からクラック密度を推定する方法(Oda, 1984; Takemura and Oda, 2004; Takemura and Oda, 2005)が提案されてきたが，本研究では，その適用性について議論する．また，沈み込み帯など応力の異方性が顕著な場所での流体の移動特性を考える際の，透水テンソルの定式化を試みる．

引用文献
Hosono, H., Takemura, T., Asahina, D., and Otsubo, M., 2022, Estimation of paleo-permeability around a seismogenic fault based on permeability tensor from observable geometric information of quartz veins. Earth Planets Space 74, 141.
Oda, M., 1984. Similarity rule of crack geometry in statistically homogeneous rock masses. Mech Mater 3, 119-129.
Oda, M., Takemura, T., Aoki, T., 2002. Damage growth and permeability change in triaxial compression tests of Inada granite. Mech Mater 34, 313-331.
Suzuki, K., Oda, M., Yamazaki, M., Kuwahara, T., 1998. Permeability changes in granite with crack growth during immersion in hot water. Int J Rock Mech Min Sci 35, 907-921.
Takemura, T., Oda, M., 2004. Stereology-based fabric analysis of microcracks in damaged granite. Tectonophysics 387, 131-150.
Takemura, T., Oda, M., 2005. Changes in crack density and wave velocity in association with crack growth in triaxial tests of Inada granite. J Geophys Res 110.