Study on effects of slaking on seismic behaviour of embankments including mudstones and their soundness evaluation indexes

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K15083
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 榎本 忠夫 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (70727180)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 泥岩 / スレーキング / 三軸液状化試験 / 微小ひずみ領域における剛性 / 骨格構造の劣化メカニズム / S波速度 / 排水・非排水三軸圧縮試験 / 一次元圧縮試験

Outline of Annual Research Achievements

最終年度においても計画通りに研究を行った。①前年度までに得られた成果を取りまとめ国際論文誌（英語）に投稿した。査読意見に対する修正を行い、現在、再審査を受けている。②盛土表層等の実環境下におけるスレーキング現象を再現する目的で、屋外にて1年間に及ぶ泥岩粒子の暴露試験を実施した。その結果、降雨を経験する度に泥岩粒子の細粒化が進行していき4週間経過した段階でスレーキング率が約95%に至ったこと、16週間が経過するまでに細粒分含有率が約18%増加したこと、1年経過時にはスレーキング率が100%に至っていたことを明らかにした。
次に、研究期間全体を通じて得た成果について述べる。主に、粒径0.85～2mmを主体とする砂と泥岩粒子を混合した泥岩含有率Mc=0,2,5,10,20,30,50%の試料を用いた三軸試験を実施し、①Mc≦20%では、液状化強度、液状化後の非排水強度、液状化履歴を与えない場合の非排水強度がMcの増加とともに大きく減少すること、②Mc=2%でもこれらの強度に大きな影響を及ぼすこと、③Mc>20%では液状化強度が増加に転じるものの、非排水強度はほとんど増加しないこと、④浸水前に測定した微小ひずみ領域におけるヤング率とせん断剛性はMcの増加に伴って減少し、浸水後はMcの増加とともにさらに大きく減少することを明らかにした。
別途実施した三軸試験、一次元圧縮試験の結果から、①の現象は浸水の影響による泥岩粒子の劣化（細粒化、粒子の弱体化に伴う変形）が原因であることを示した。一方で、③における液状化強度の増加は、Mcの増加に伴う供試体の塑性指数の増大と、浸水により柔らかくなった泥岩粒子同士の団粒化に起因している可能性があることを示した。また、④の結果から、泥岩を含む盛土の骨格構造の健全度は、原位置PS検層によりS波速度をモニタリングすることで評価できる可能性があることを示した。