遠心力場波浪実験による地盤液状化と粒子移動問題の解明

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555166
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 関口 秀雄 京都大学, 防災研究所, 教授 (20027296)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三宅 達夫 東洋建設株式会社, 鳴尾研究所, 副所長(研究職) ; 間瀬 肇 京都大学, 防災研究所, 助教授 (30127138) ; 山下 隆男 京都大学, 防災研究所, 助教授 (30111983)
• Keywords: 液状化 / 波浪 / 遠心模型実験 / 海岸侵食

Research Abstract

本研究の目的は、二つある。その一つは、遠心力場波浪実験法のシステム化である。もう一つは、遠心力場波浪実験法の工学的有用性の実証である。すなわち、後者については、砂浜海岸における離岸堤や防波堤捨石マウンド法尻部分の沈込み現象の解明に研究の焦点を合わせている。具体的には、細砂地盤およびレキ斜面/細砂地盤系に対して、高速CCDカメラ(250コマ/秒)を導入した一連の遠心力場波浪実験を実施し、地盤液状化の発達性状とマウンド法尻部の沈込み過程の全容を詳しく観察した。その結果、マウンド法尻部の沈込み現象は、基礎地盤内の液状化の伝播と密接に関わっていることを明らかにした。すなわち、レキ斜面は法尻自由地盤の液状化の発生とともに沈込みを開始し、液状化域が鉛直下方、さらにはレキ斜面直下地盤域へ向かって側方に拡がっていくとともに沈込みが増大することを見出した。
また、粒状土の繰返し塑性及び主応力軸方向の回転の影響を整合的に表現し得る弾塑性構成則を開発し、これを平面ひずみ有限要素解析コードに組込むことにより、部分排水条件下における地盤の波浪応答解析を可能とした。そして、同解析結果が、細砂地盤に対する遠心力場波浪実験における液状化過程の観測事実の特徴をよく再現できることを示した。
さらに、波浪負荷により完全液状化に至った地層の流体的挙動に着目し、移動境界問題としての取扱いにより、液状化フロントの伝播過程と液状化地盤の顕著な振動変形性状を整合的によく再現し得る理論モデルを提案した。

Research Products

• [Publications] Sassa S.: "Wave-induced liquefaction of beds of sand in a centrifuge"Geotechnique. 49・5. 621-638 (1999)
• [Publications] Sassa S.: "Modelling of progressive liquefaction in sand beds under travelling fluid waves"ISSMGE 11th Asian Reg. Conf. Soil Mech.. Poster-session Proc.. 137-138 (1999)