オンライン排水制御試験による砂質地盤の液状化特性に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650567
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 山田 恭央 筑波大学, 構造工学系, 助教授 (90111476)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西岡 隆 筑波大学, 構造工学系, 教授 (30011141) ; 沢口 正俊 筑波大学, 構造工学系, 教授 (50132999)
• Keywords: 砂地盤 / 液状化 / 繰返し荷重 / 排水制御 / オンライン試験 / 中空ねじり三軸装置 / 細粒分含有率 / 粗粒材料

Research Abstract

1.既存の排水制御システムを利用し、中空ねじり三軸装置により、細粒分を含む豊浦砂のオンライン液状化試験を行った。細粒分含有率が5%と10%の2種の試料について実験を行ったが、砂の場合と同様に、排水性能を高めると液状化に対する抵抗力は増加した。なお、同一の排水性能の場合を比較すると、細粒分含有率5%の場合には砂よりも液状化強度は増加したが、細粒分含有率10%では逆に減少した。
2.ステッピングモーターを組み込んだ精密位置決め装置により、シリンダーに組み込んだ小径ピストンを移動させ、排水量を制御できる装置を作成した。これまで、空圧を変化させ間接的に排水量を制御していたのに比べ、精度は約2倍となり、かつ直接排水量を制御できるので応答性が向上した。現在のところ、制御用のプログラムの作成し、最適な制御を行うためのキャリブレーションを行っている。
3.これまでの排水制御は、単位時間内に生ずる排水量は過剰間隙水圧に比例するとして実施してきた。しかし、より実際に近い排水条件を実現するためには、地震動に関する振動方程式に加えて、差分化した圧密方程式をリアルタイムで解く必要がある。現在までに差分化した圧密方程式の定式化を行い、制御プログラムの作成に取り掛かっている。
4.三軸せん断装置により、異なる相似粒度のロックフィル材料について、静的な排水制御試験を行ない、排水、非排水試験の結果と比較した。最大粒径が9.5mmと4.75mmの2種の試料で実験を行なったが、どの試験においても粒度の相違の影響はほとんど認められなかった。なお、大型三軸装置を用いた同一の相対密度の大粒径試料と比較すると、強度がかなり低下し、負のダイレタンシー傾向が顕著であった。