[S-CG49] 地球惑星科学におけるレオロジーと破壊・摩擦の物理

[SCG49-03] 破壊に至るまでの変形中の庵治花崗岩の比抵抗と弾性波速度の同時測定

*片山 郁夫¹、青井 湧¹、谷本 和優¹、赤松 祐哉¹ (1.広島大学大学院先進理工系科学研究科地球惑星システム学プログラム)

キーワード：比抵抗、弾性波速度、変形実験

実験室で新たに開発した比抵抗と弾性波速度の同時測定システムを，三軸変形試験に応用した例を紹介する。試料は庵治花崗岩を円柱状に整形したものを用い，三軸変形試験には広島大学設置の容器内変形透水試験機を用いた。実験条件は，封圧20-40MPa，間隙水圧10MPa，変形速度~10^-6 s^-1で変形試験中の比抵抗と弾性波速度の同時測定を行った。比抵抗は２端子法により，試料を電極で挟んで交流インピーダンスを20Hz-1MHzの範囲で測定した。間隙流体はNaCl 0.5M溶液を用い，シリンジポンプにより間隙圧力の制御を行うとともに，体積変化から変形中の空隙率の変化を読み取った。弾性波速度はこれまでに実施している手法により，応力軸に平行な成分のVpとVsを計測した（Zaima and Katayama 2018 JGR）。
変形中の庵治花崗岩の比抵抗は，変形序盤ではやや増加し，最大応力の30％程度から低下に転じ，破壊に至るまで連続的に低下した。なお，破壊直前の比抵抗は，変形前に比べ約6割ほど低下し，封圧を変えたいずれの実験でも同様の傾向を示した。弾性波速度も似たような傾向を示し，変形序盤では速度がやや速くなるのに対し，変形後半から終盤では速度は著しく低下した。これらの傾向は既存のクラックの閉鎖と新たなクラックの形成に対応し，空隙率変化からも同様の傾向が読み取れる。発表ではこれらのデータからクラック密度やクラック形状，ならびにアーチー則の解析により，変形中のクラックの生成と連結に関する議論を行いたい。