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地震 / 地盤工学 / 動力学 / 破壊力学 / 防災

平成３０（２０１８）年９月の北海道胆振東部地震においては、道内全域停電のほか、大規模な土砂崩れが多く発生し、地震の発生の複雑性と関連する破壊現象の多様性についてより深く力学的に考察すべきであることがあらためて認識された。これらの災害の多くは、断層面などの地質学的不連続面の運動により引き起こされると考えられているが、本研究課題では、これまでの研究代表者の研究内容をさらに深め、三次元不連続面の動力学の複雑性ならびに破壊の多様性に関わる諸現象を理論・数値解析、実験で再現するとともに、不連続面破壊に伴う近傍の構造物群の被災リスクを評価し、減災のための技術を提案することを目的としている。研究中間年度の令和３年度は、構築した数値解析システムと室内破壊実験装置を併用し、地盤類似材料である粒状体を用いた地震や斜面の突発的な動的大変形、崩壊に関する観察、そして脆性固体材料中にあらかじめ分布させた亀裂群の集団的振る舞いと個別の亀裂の力学的干渉の関係についての考察を進めた。縦ずれ断層破壊の動力学に関するものも含めた研究成果については、英文国際雑誌論文3編の他、新型コロナウイルス感染症の影響を受け、いずれもオンラインの形とはなったが、Ｓｅｉｓｍｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｊａｐａｎ　Ｆａｌｌ　Ｍｅｅｔｉｎｇ（日本地震学会秋季大会）ならびにＡＧＵ（ＡｍｅｒｉｃａｎＧｅｏｐｈｙｓｉｃａｌＵｎｉｏｎ）ＦａｌｌＭｅｅｔｉｎｇにおいて逐次最新のものを発表している。

地震 / 地盤工学 / 防災 / 破壊力学 / 動力学

未だ力学的不明点が多数存在する地震などの災害に関し、地質学的不連続面における破壊、なかんずく、三次元的に広がる不連続面の破壊の複雑性に関わる諸々の現象について動力学的手法を用いて実験や理論、数値解析を実施し、さらに、それらの考察に基づき、破壊の複雑性が周囲の環境、構造物群に与える影響を評価した。今まで認識されてこなかったが単純明快な三次元脆性固体破壊パターンや粒状体における二種の異なるエネルギー伝達機構などを明らかにした。

史上初めて震度１以上の揺れを４７都道府県全てで観測した平成２７年５月の小笠原諸島西方沖深発地震、震度７の揺れが二度も続いて観測された平成２８年４月熊本地震、大規模な斜面崩壊や道内全域停電が発生した平成３０年９月北海道胆振東部地震など、まだ完全には理解されていない地震の発生機構、特に震源の物理を探ることは学術的に重要であるばかりではなく、防災、減災面上、社会的にも非常に大きなインパクトをもつものと思われる。

破壊力学 / 地盤工学 / 自然災害 / 地震 / 界面不安定現象 / 不連続面のすべり / 斜面崩壊 / トンネル崩落

不連続面破壊の物理過程、なかんずく動力学的プロセスの詳細に関し、理論解析、数値計算、動的破壊実験の手法を複合的に組み合わせて追究するとともに、不連続面破壊に伴い発生しうる自然災害、構造物被害の定量的評価などを試みた。縦ずれ断層面の上盤側と下盤側で観測される地震動が大きく異なる物理的根拠につき応用力学的手法も組み入れて考察し、その一端を解析的かつ実験的に明らかにしたことが研究成果の一例として挙げられる。

破壊力学 / 地盤工学 / 自然災害 / 地震 / 界面不安定現象 / 不連続面のすべり / 斜面崩壊 / トンネル崩落 / 斜面崩壊

不連続面の力学的な不安定化の発生機構の解明及び影響の定量的評価法の確立に向けての理論研究を発展させ、実験力学的手法も交え、不連続面力学不安定化に関する一連の物理現象の発生メカニズムと励起される波動の性質について考察を行った。地震等による衝撃的な荷重を受ける一群の構造物を、個々独立したものではなく、「群」として一体的に取り扱えば、従来の解析では予想されなかった力学的挙動を示しうることを明らかにした。