3.2.4 観測や室内実験と理論を結びつける研究

(a)粉体層の摩擦強度に対する圧密効果と時間効果

  有効法線応力以外で断層の摩擦強度を変化させる要因としては,断層面の真実接触部の固着が時間とともに強固になるエージング効果が主に考慮されていて,その強度変化は断層面の音波透過率でモニタできることが実験で示されている.いっぽう,天然の断層でよく観察されるように,断層面が粉体層をはさんでいる場合には,鉱物粒子の幾何学配置が変化し剪断力を支える粉体層内の巨視的な骨組構造が変化することで大きな強度の変動がおきる.このような圧密強化が静止時の剪断除荷量に比例し,またその滑り弱化はエージング効果のそれに比べて著しく緩やかであること,エージング効果は静止時間の対数に比例しておこることを利用して,これらのメカニズムによる音波透過率への影響を気象研究所と共同して室内実験により明らかにした.両者の強度変化メカニズムに対応する音波透過率の変化を区別することに成功し,断層全体の強度は,両者のメカニズムのうちの強い方で決まっていることを見い出した.さらに,エージング効果,あるいはその解消は,断層全体の強度に反映される主滑り面以外でも粉体層全体にあまねく存在する粒子のミクロな接触部でおきているため,音波透過率と断層全体の強度が一対一対応にならないことが見い出された.