間隙水の流入流出に着目した砂地盤の地震後流動メカニズムの解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450190
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 風間 基樹 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20261597)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渦岡 良介 東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (40333306) ; 中村 晋 日本大学, 工学部, 助教授 (40307806) ; 飛田 善雄 東北学院大学, 工学部, 教授 (40124606) ; 北詰 昌樹 (独)港湾空港技術研究所, 地盤構造部, 室長 ; 仙頭 紀明 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40333835)
• Keywords: 浸透破壊 / 液状化 / 間隙水圧 / 進行性破壊 / ハイブリッド実験 / 側方流動 / 杭基礎の破壊 / 体積ひずみ

Research Abstract

本研究は,過剰間隙水圧の流入流出に着目して,振動中あるいは振動後の流動メカニズムを主に実験的に解明しようとするものである。
平成15年度は、本研究課題の最後の年度であるため、研究成果を対外的に発表することに重点がおかれた。このうち、本補助金を使用して、2004年1月に米国カリフォルニア州バークレーで開催された国際会議で、研究発表を行っている。また、いくつかの学術雑誌に研究成果を投稿し、掲載されることが決定している。
本研究課題で得られた主な結論は以下のとおりである。
1.非排水繰り返しせん断後の砂の体積収縮特性を明らかにし、せん断の履歴の大きさ、すなわち地震動の強さによって、体積収縮量が決まること、収縮特性と有効応力の関係を定式化した。
⇒この成果は、地震後の沈下量の予測だけでなく、地震後の浸透流動破壊機構の解明の鍵である。
2.間隙水が流入することによる砂のせん断変形機構を要素試験から明らかにした。
⇒この成果は、初期せん断を受けている砂が浸透流動破壊する可能性があることを実証したことを意味する。
3.以上の特性を、境界値問題に適用し、地震後の流動変形量を予測するための解析手法を提案した。これによって、地震後に液状化地盤が大きく変形するメカニズムがシミュレーション可能となった。
4)間隙水の流入流出を制御したオンライン実験手法を開発し、実用化した。
⇒この研究成果は、土がせん断中に任意の体積変化を受ける場合の構成関係の解明につながる研究成果である。

Research Products

• [Publications] Sento N., Kazama M., Uzuoka R., Ohmura H., Ishimaru M.: "Possibility of post-liquefaction flow failure due to seepage"J.of Geotechnical and Geo-environmental engineering, ASCE. 130・7(7月号掲載予定). (2004)
• [Publications] 権 永哲, 浅野隆司, 仙頭紀明, 渦岡良介, 風間基樹: "液状化過程における砂の体積弾性係数の拘束圧依存性"地震工学論文集. 27. 256 (2003)
• [Publications] 風間基樹, 仙頭紀明, 渦岡良介 他: "地盤耐震工学におけるオンライン実験手法の適用"土と基礎. 51・2. 19-22 (2003)
• [Publications] 仙頭紀明, 風間基樹, 渦岡良介: "非排水繰り返しせん断履歴後の再圧密実験と体積収縮特性のモデル化"土木学会論文集. III-67(掲載予定). (2004)
• [Publications] Kazama M., Sento N., Omura H., Toyota H., Kitazume M.: "Liquefaction and settlement of reclaimed ground with gravelly decomposed granite soil"Soils and Foundations. 43・3. 57-72 (2003)
• [Publications] Kon Young Choul, M.Kazama: "Application of Hybrid-Online Testing Method to Geotechnical Engineering Problem"Geoenvironmental Engineering. 3. 80-89 (2003)