2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on property change during multiple liquefaction events and its prediction
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15H04036
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
古関 潤一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30272511)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 地盤工学 / 地盤防災 / 再液状化 / 室内土質試験 / 模型振動実験 / 初期せん断 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
砂質地盤の地震時液状化が複数回生じる場合の特性変化を実験的に明らかにすることを目的として、等体積繰返し多層リング単純せん断試験、非排水繰返し中空ねじり試験、および水平飽和砂地盤模型の振動台実験を系統的に実施した。
等体積繰返し多層リング単純せん断試験では、初期せん断がある条件下での試験を系統的に実施し、複数回液状化時の特性変化に初期せん断の大きさが及ぼす影響等を明らかにした。また、平成27年度に実施した初期せん断のない条件下での試験結果を対象として、「消散エネルギーに基づく再液状化強度の事前予測手法」の確立に向けた検討を行い、液状化中の消散エネルギーをその時点での平均有効主応力で正規化することにより、再液状化強度の予測精度が向上することを明らかにした。
非排水繰返し中空ねじり試験では、従来とは異なる透明な特殊メンブレンと着色した砂試料を用いた試験を実施し、過剰間隙水圧比が100%まで上昇した状態ではメンブレンと供試体の間ですべりが生じるために、本試験のように供試体の変形状況を直接的に観測する必要があることを明らかにした。このようなすべり挙動は、平成27年度に実施した非排水繰返し三軸試験で得られた傾向と同様であり、試験方法によらない一般的な特性であった。
水平飽和砂地盤模型の振動台実験では、200~400galの加速度振幅で1回目の加振を実施し、液状化が発生した場合は同じ加速度振幅で次のステップの加振を行い、発生しなかった場合は加速度振幅を増加させて次の加振を行うことにより、複数回液状化時の特性変化を計測した。地盤模型中の鉛直測線上に加速度計を10cm間隔で密に配置し、その計測値を分析して各深度におけるせん断応力～せん断ひずみ関係を逆算した結果、ある加振ステップで生じたせん断ひずみ振幅が大きいほど、次の加振ステップでの液状化強度が低下する傾向を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
振動台の修繕等のために計画を一部変更して平成27年度からの研究を遂行してきた。平成28年度に実施した「初期せん断のある条件下で液状化履歴を与えた場合の特性変化に関する等体積繰返し多層リング単純せん断試験」の結果を対象とした、「消散エネルギーに基づく再液状化強度の事前予測手法」の妥当性の検討が未着手である以外は、おおむね順調に研究が進展している。なお、この未着手の検討事項は、次に記載する今後の研究項目に追加して、平成29年度に実施予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定通り、最終年度である平成29年度は以下の研究を実施する。研究遂行上の問題点は特にない。
1) 水平飽和砂地盤模型の振動台実験結果の分析：等体積繰返し多層リング単純せん断試験結果を対象としてこれまでに検討してきた、「消散エネルギーに基づく再液状化強度の事前予測手法」を振動台実験結果に適用し、その妥当性を検証する。
2) 液状化箇所で計測された強震記録の分析：液状化箇所で計測された国内外の強震記録に対して、1)でも検討する事前予測手法を適用し、この液状化履歴が次の液状化特性に対し及ぼした影響を評価する。
3) 研究成果のとりまとめ：以上の研究成果をとりまとめた報告書と一般向けの成果資料を作成し、ホームページ等で公開するとともに、国内外での論文投稿・発表を行うことにより、積極的に成果を公表する。
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