2021 Fiscal Year Research-status Report
Field and laboratory investigations on liquefaction-induced flow-failure mechanism in gentle sloped ground
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19KK0108
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
清田 隆 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (70431814)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 隆明 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (40443650)
小長井 一男 特定非営利活動法人 国際斜面災害研究機構, 研究部, 学術代表 (50126471)
井上 和真 群馬工業高等専門学校, 環境都市工学科, 講師 (50825982)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2023-03-31
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| Keywords | インドネシア・スラウェシ島地震 / 長距離地盤流動 / 液状化 / 現場調査 / 室内土質試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、2018年インドネシア・スラウェシ島地震で発生した液状化地盤流動の発生メカニズム解明に取り組むものである。2020, 2021年度はCOVID-19の蔓延により予定していた現場調査を行うことができなかったため、本研究は研究期間を延長した。COVD以前に実施した現場調査により、流動域の地下水は相当の被圧を受けていた可能性が示唆されていたことから、原位置密度に調整した供試体を作製し、中空ねじりせん断試験機により、緩傾斜地盤への被圧地下水の流入を考慮した一連のせん断試験を実施した。水の供試体への流入は背圧の増加により行ったが、それにより有効応力は低下し、たとえ被災地のように非常に緩い斜面の応力状態であっても、想定される変相線を越えた付近からせん断ひずみの増加と体積ひずみの低下（膨張）が顕著になることが確認された。また、地盤の密度が高いほど、地下水流入による流動初期のせん断ひずみの発達速度は大きくなることが明らかになったが、これはせん断時のダイレイタンシー特性で説明できると考えられる。更に2021年度は、原位置で実施されたボーリング調査結果と物理試験結果を精査し、流動地域における地震前後の想定断面図を新たに作成した。これにより、礫質土の帯水層の連続性が地盤流動の激しい地点で失われていることが判明したが、これは背後の扇状地から供給される地下水がせき止められることで、帯水層の上部層にも高い被圧が形成されていたことを示唆するものである。一方、流動が生じなかった地域では、上流から下流まで礫質土の帯水層は十分な厚さで連続し、被圧が生じにくい環境であったことが示された。この結果を踏まえ、流動域の帯水層上部の地盤から採取された不攪乱試料を用いた液状化試験を実施するとともに、簡易液状化判定を実施し、被圧を考慮した場合は深部でも液状化が生じた可能性が高い結果が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
COVID-19の影響によりインドネシアへの渡航が不可能になり、被災地での現場調査を実施することができなかった。計画では、長距離流動地域での地震動を評価するため微動探査を行う予定であったため、その点では研究は計画通りではないといえる。しかし、それに代わる形で共同研究機関ITBのDr. Nawirと共に原位置試料を含む砂質土を対象とした系統的な室内土質試験、模型実験、液状化の評価を実施している。
上記に述べた実績以外の活動・成果としては、地震発生前後の数値標高モデルを用いて、地震前後、および地震後も継続する被災地域の地盤変状の抽出も実施している。これにより、大規模な流動地域の地盤変状はもちろんであるが、流動域よりさらに下流部においても有意な隆起と沈降が生じていることが確認された。これは当該地域を流れるPalu川の旧河道の分布と調和的であり、2022年度に計画している現地調査において、河道の履歴と地下構造の関係について詳細な検討を行う予定である。なお、2021年度の主な成果は、これまでの地層想定断面図を物理試験結果も踏まえて精査し、大幅に修正したことである。これにより、地震前の被災地の地下水環境に関するヒアリング結果と整合する状態に繋がる帯水層の構造が得られた。また、新たな地層構造に基づき、想定される被圧量を仮定した分析により、比較的N値の高い地盤でも液状化が生じた可能性が示された。これは、液状化層の下位の帯水層から大量の地下水が地表に供給された可能性を示唆するものである。このように、現場調査は計画通り行われていないが、それを補う多くの作業を継続している。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで実施してきた一連の実験と地盤変状分析・地下水環境分析の継続に加え、本年度は現場調査を計画している。これまでの実験では、原地盤の液状化強度特性を明らかにしてきたが、特に令和４年度では修正した地層想定断面図をベースにした浸透流解析を実施し、流動に影響を与えた可能性が指摘されている灌漑用水路の存在の有無にも着目して、被災地における地震前後の地下水環境を明らかにする。また、これにより見積もられる地震発生前の流動域における被圧量を定量的に求め、地震応答解析と液状化判定を実施する。地震応答解析に用いる地震動特性については、現場調査を通じて入手する予定である。本震の地震動波形が計測された地点から流動発生地域まで連続的に微動計測を実施し、基盤層とその上位の地盤構造の分布を明らかにする。現場調査は、研究代表者と分担者、および海外共同研究者の全員が担当する。COVIDが再度蔓延し、インドネシアへの渡航が困難になった場合は、共同研究機関ITBのDr. Nawirに必要な機材を郵送し、彼のチームに微動計測を実施してもらう予定である。また、微動計測の位置や詳細な検討事項は、オンラインミーティングを密に実施して対応する予定である。最終的に、これまでの実験、現場調査、数値解析結果を取りまとめ、長距離地盤流動の発生メカニズムに関する最終報告書・論文を執筆する。
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| Causes of Carryover |
本研究が開始された後、間もなく流行したCOVID-19の影響により、インドネシアへの渡航が不可能になり、所定の期間内で被災地での現場調査を実施することができなかった。このため、研究期間を延長し、平成４年度には長距離流動地域での地震動を評価するため微動探査、および地盤変状の現場計測を行う。現場調査は研究代表者と分担者全員、および共同研究機関のDr. Nawirが参加する。繰り越した研究費は、主にインドネシアへの渡航と現場調査経費に充てる。
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[Journal Article] Forensic evaluation of long-distance flow in gently sloped ground during the 2018 Sulawesi earthquake, Indonesia2021
Author(s)
Hazarika, H., Rohit, D., Kiyota, T., Okamura, Pasha, S. M. K. and Nurdin, S.
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Journal Title
Proc. of 7th International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering
Volume: －
Pages: －
Peer Reviewed
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