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J-GLOBAL ID：202202290196913636   整理番号：22A0730219

三次元流体駆動安定摩擦破壊【JST・京大機械翻訳】

Three-dimensional fluid-driven stable frictional ruptures

著者 (4件)： Saez Alexis (Geo-Energy Laboratory-Gaznat Chair on Geo-Energy, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL-ENAC-IIC-GEL, Lausanne CH 1015, Switzerland) ,  Lecampion Brice (Geo-Energy Laboratory-Gaznat Chair on Geo-Energy, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL-ENAC-IIC-GEL, Lausanne CH 1015, Switzerland) ,  Bhattacharya Pathikrit (School of Earth and Planetary Sciences, National Institute of Science Education and Research, Bhubaneswar, Odisha 752050, India) ,  Viesca Robert C. (Department of Civil and Environmental Engineering, Tufts University, Medford, MA 02155, USA)
資料名： Journal of the Mechanics and Physics of Solids  (Journal of the Mechanics and Physics of Solids)
巻： 160  ページ： Null  発行年： 2022年 
JST資料番号： C0320A  ISSN： 0022-5096  CODEN： JMPSA8  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 三次元固体の2つの同一半空間を分離する平面断層界面上の混合モード(II+III)で伝搬する流体駆動摩擦剪断亀裂の準静的成長を調べた。断層界面は,一定の摩擦係数と局所有効法線応力の積に等しいせん断強度によって特性化される。流体を故障界面に注入し,2つの異なる注入シナリオを考察した:一定の体積速度での注入と一定の圧力での注入。Poisson比ν=0の限界で生じる円形破断の解析解を導出し,破断形状が未知であるより一般的な場合について数値的に解いた。一定の体積速度での注入では,断層滑り成長は自己相似である。破断半径(ν=0)はR(t)=λL(t)として拡大し,L(t)は流体圧力フロントの名目位置であり,λはユニークな無次元パラメータTの既知の関数である増幅因子である。後者を,周囲条件下での破壊までの距離と注入強度との間の比として定義した。λ>1のとき,破断フロントは流体圧力フロントを外す。θ>0では,破断形状は準楕円である。アスペクト比は,それぞれ,臨界応力断層(θ′1,T≪1)とわずかに加圧した断層(ε′1,T≫1)の限界ケースに対して,1/(1-ν)と(3-ν)/(3~2ν)で上限と下限である。さらに,破断領域の進展はPoisson比に依存せず,Ar(t)=4παλ_2tとして単純に成長し,そこではαが断層水圧拡散である。定圧での注入では,断層滑り成長は自己相似ではなく,破断フロントは0と1の間のTで,θ(αt)(1-T)/2として大きな時間で進化した。摩擦破断は,断層が決定的に応力を受けるとき,最も拡散的(θ_αt)で動くが,一般に,流体圧力フロントよりゆっくり伝播する。しかし,いくつかの条件では,破断フロントは流体圧力フロントを排出する。後者は,注入が十分な時間持続するならば,最終的に前者を捕獲する。著者らの知見は,安定(耐震)破断が3-Dにおける流体注入に応答して伝搬する方法に関する基本的理解を提供する。特に,一定速度での注入によって駆動される地震破断は,時間の平方根に比例して拡大するので,流体圧力増加の直接効果によって制御されていると一般的に解釈される地震活動雲は,その代わりに,伝播する地震破壊の応力伝達によって制御される可能性がある。また,地震モーメントM_0は,M_0>V_3/2として注入流体体積Vにスケールすることを実証した。Copyright 2022 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 応力 ,  界面 ,  滑り ,  *摩擦 ,  摩擦係数 ,  破断 ,  剪断強さ ,  断層 ,  地震 ,  解析的解法 ,  加圧 ,  Poisson比 ,  *三次元 ,  耐震性 ,  応力伝達

著者キーワード (5件)： 骨折(A) ,  摩擦(B) ,  地質材料(B) ,  境界積分方程式(C) ,  注入誘起滑り

分類 (1件)： 地質構造・テクトニクス  (DE04030Y)

タイトルに関連する用語 (3件)： 流体 ,  摩擦 ,  破壊