[S-CG45] Science of slow-to-fast earthquakes

[SCG45-P08] 砂層ウェッジのフロンタルスラスト形成時に見られる2段階の歪み弱化

*小田 和佳¹、金澤 征一郎、藤内 智士¹ (1.高知大学)

キーワード：剪断帯、フロンタルスラスト、砂層ウェッジ、デジタル画像相関法、歪み解析、荷重サイクル

地殻の水平短縮でできるウェッジ状の衝上断層褶曲帯では，ウェッジ先端部に複数の剪断帯（フロンタルスラスト．以下，FT）が次々と形成される．この変形は地殻変動や物質循環に大きく影響すると思われるが，天然の付加ウェッジはその周期が数万年から十万年単位とされ，連続観測が難しい．そこで，乾燥砂を用いた模型実験による研究が有効で，2010年以降では，荷重データやデジタル画像相関法（DIC）を用いた例がある．
　発表者の研究室の先行研究でも，砂層のウェッジ形成実験について荷重データとDICの結果を比較し，荷重サイクルをステージⅠ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳに分けた（金澤，2024卒業研究）．さらに，ステージⅢからⅣ，そして次のサイクルのステージⅠへの移り変わりで起こる変形について調べた．本研究では，ステージⅠからⅡおよびⅡからⅢの移り変わりにも注目し，荷重サイクル全体と変形の関係理解を目指した．そこで，砂層を横と上の二方向から同時撮影した画像を使い，先行研究より細かく変形を解析した．
　砂層ウェッジは，シートを敷いたアクリル容器に豊浦硅砂を自由落下により厚さ20 mmで敷き詰め，シートを水平に250 mm引いて砂を固定壁に押し付けて作成した．変形の様子はデジタルカメラで連続撮影して記録した．ロードセルを用いてシートを引っ張る際の水平荷重も記録した．
　実験画像の歪み解析の結果を用いて，ステージごとの変形を調べた．ステージⅠは，新規FTが形成された後に荷重が一定あるいは緩やかに上昇する期間で，一世代前のFTの変位も続くことが特徴である．荷重の上昇が急になるステージⅡは，一世代前のFTの変位が止まることで始まる．その後，新規FTの前方に仄かな歪み領域がちらちらと現れ始め，荷重の上昇が緩やかになるステージⅢへと移行する．そして，この微小歪み領域が新たなFTへと発達する過程で，荷重が大きく減少するステージⅣへの移行が起こる．本研究で示した荷重サイクルと変形の対応関係を踏まえて，今後は，変形の移り変わりの多様性を知ることが重要である．