2016 Fiscal Year Annual Research Report
Is cohesive soil grounds stable even at the magnificent?
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16H02362
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
安原 一哉 茨城大学, 地球変動適応科学研究機関, 特命研究員 (20069826)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小高 猛司 名城大学, 理工学部, 教授 (00252271)
村上 哲 福岡大学, 工学部, 教授 (10261744)
風間 基樹 東北大学, 工学研究科, 教授 (20261597)
兵動 正幸 山口大学, 創成科学研究科, 教授(特命) (40130091)
大塚 悟 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (40194203)
仙頭 紀明 日本大学, 工学部, 准教授 (40333835)
松田 博 山口大学, 創成科学研究科, 教授 (50136131)
磯部 公一 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70452084)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 地震動増幅 / 地震動の非線形性 / 変状のメカニズム / 堆積構造 / 地形 / 地震後長期沈下 / 地震履歴 / 遠心載荷試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①地震動増幅の影響：遠心模型実験の結果，地震時に粘性土地盤で応答加速度の増幅については，構造を有する層が介在する場合，応答加速度が大きくなることが確認された．構造を有する粘性土はセメンテーションが発達しているが，繰返しせん断に対しては，正規圧密試料よりせん断剛性が小さい。また，関連することとして，地震動増幅による火山灰性粘性土の非線形性に伴う剛性や強度の劣化を考慮した地震後の沈下と変形の予測を試みた。
②高有機質土を含めた粘性土の長期沈下：(i)柏崎平野における、古地図、地形、地質との相関関係をGISによる分析を実施した結果、低平地には粘性土地盤が厚く堆積するが、土地分類上は砂州に当たる砂丘周辺地盤で地震時沈下量が大きく、内陸の低平地では沈下量が小さいことが分かった。一方，地下水くみ上げによる地盤沈下が生じている関東平野北部の常総市と周辺を対象として，東北地方太平洋沖地震前後の地盤沈下特性について調査した結果，当該地域の地表面変動が，地殻変動による変動、地下水くみ上げによる地盤沈下と地震による地盤沈下で構成されることを示した。
③地震時粘性土地盤の安定性：盛土載荷を想定した異方応力条件下にある自然体積粘性土に単純せん断による繰返し載荷を行うと，大きな即時沈下を引き起こすことを示した。また，繰返し載荷後の沈下量も異方応力条件下では大きくなることを指摘した。一方，簡易な評価手法としては，沈下と側方変位を松尾・川村による盛土安定性管理図にプロットする方法の適用を試みた。また，安定性と関連する知見として，砂・粘土混合土の骨格構造は，含水比の高い粘土を混合した場合は，混合土の構造は砂が支配するが，含水比の低い粘土を混合した場合は，粘土の粘着力によって砂の最大間隙比を上回る骨格構造が形成されることが確認された。このことは地震時の土構造物の繰返しせん断強度と地震時安定性に影響すると考える。
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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
平成28年度は，当初，“地震時地盤災害における粘性土の役割”を念頭に置いて，各分担者が抱える課題に対する準備に取り組むことを共通認識にしていたが，一部の分担課題では，準備とともに具体的な課題に積極的に取り組んだ結果，当初の予測を超える貴重な成果が得られている。
ただ，申請時には予測できなかった事態として，2016年の研究開始直後に熊本地震が起き，自然斜面や住宅地の災害に火山灰性粘性土が大きな役割を果たしていることが明らかになっために，研究の方向性については，若干変更を迫られている部分がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度では各研究分担者の方向性が確認できたので，次年度は，地震動増幅，その安定性や変形性への影響，微視的レベルでの構造骨格劣化と再構築を含めた地盤変状のメカニズムの解明、変状予測手法の確立、変状や災害に対する事前対応策と事後対応策と効果の判定方法というような，研究の方向性と流れを明確にしていきたいと考えている。
なお，2016年に起きた熊本地震で突き付けられた新しい課題に対しては，本研究の性格上，解決できるよう挑戦して行く必要があるので，このことについても積極的に取り組み，分担者の連携を深める契機としたい。
また，得られた成果を過去の大規模地震（1995年兵庫県南部地震，2004年新潟中越地震，2011年東北太平洋沖地震，2016年熊本地震）時の地盤災害に粘性土がどのような役割を果たしてきたのか？個々の事例を詳細にレビューして地盤災害のメカニズムを再考察したい．
とりわけ，熊本地震については，平成28年益城町の宅地地盤災害について地盤情報を利用した地域の地盤特性の調査を行って，柱状図データを電子化し、一部の地域で地盤断面図を作成できているので，これらを生かした方向性も考慮したい．また，家屋に付随する擁壁などの倒壊については、非適合擁壁など擁壁の構造形式にも影響されるため、更なる調査を進める予定である。
なお，砂質土の液状化に対して粘性土の存在がどのような役割を果たしているのか，という課題についても地震地盤工学上重要な課題であるので，今年度最初の会合で複数の分担者で取り組めるよう，相談したいと考えている。
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