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飽和砂地盤の液状化対策としての薬液注入工法の適用性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 13650547
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 地盤工学
研究機関東北学院大学

研究代表者

飛田 善雄  東北学院大学, 工学部, 教授 (40124606)

研究分担者 中沢 正利  東北学院大学, 工学部, 教授 (20198063)
山口 晶  東北学院大学, 工学部, 講師 (30337191)
京谷 孝史  東北大学, 工学研究科, 助教授 (00186347)
吉田 望  (株)応用地質, 地震防災センター, 主任研究員
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2003年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2002年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2001年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード薬液 / 注入 / 液状化 / 浸透破壊 / 構成モデル / 均質化手法 / 繰り返し3軸試験 / ダイレイタンシー / セメント溶液 / 繰り返し3軸 / 有限要素法 / 薬液注入 / 混合体
研究概要

薬液注入により固結した砂地盤が強震時の液状化に対して大きな抵抗を示すことはよく知られるようになってきており,実際に現場での応用が開始されている.しかし,薬液により固結した砂がなぜ液状化に対して大きな抵抗を示すのか,その力学的性質をどのように記述すればよいのか,地盤の震動解析時にどのように組み込めばよいのかなどの基本的事項は解決されていない.このような事項の解明を目的として研究を行っている.研究期間における主要な結果は以下の通りである.
(1)薬液濃度を変えた供試体に対して,繰り返し3軸試験による液状化試験を実施した.3%程度の濃度の薬液を利用した場合,ダイレイタンシー特性が薬液固結体では変化し,そのために液状化抵抗が増加することがわかった.さらに低濃度の場合には,供試体の自立が困難であり,有意な結果を得るには至らなかった.
(2)低濃度の薬液の場合には,力学的挙動の改良というよりも,透水性の低下により,間隙水の流動に起因するカタストロフィックな破壊が生じないため,液状化強度が上昇するという考えの元に,クイックサンド試験を行い,低濃度であっても,間隙水の流れに対する抵抗が大きく上昇することを確認した.
(3)現行の暫定的基準は,一軸圧縮強度を中心に考えているために,薬液固結体ではこの基準を満足できない場合が多い(高濃度の場合は不経済となる).このため,強度の条件を満足するセメント溶液の注入実験を行い,脈動を与えた注入の有効性を確認した.
(4)薬液固結体は極めて複雑な配置を有する材料であるために,従来の均質化手法ではそのマクロ的性質をミクロの性質から求めることはかなり難しい.このため,どのようにして均質化手法を適用するかについての基本的な考察を行った.薬液固結体の構成モデルの定式化については,研究途中であり,具体的な定式化には至っていない.
(5)液状化被害は,間隙水圧の上昇だけでは大きな被害とはならない.このために流動特性を考慮できる構成モデルの開発を行った。間隙水の流入に伴い間隙比が増大し,ダイレイタンシー特性が劣化するモデルを開発した.
これらの成果を,業績報告書として取りまとめた.

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (29件) 文献書誌 (22件)

  • [雑誌論文] 2003年宮城県北部連続地震における鳴瀬町浜市地区の液状化調査報告2004

    • 著者名/発表者名
      飛田善雄, 山口晶, 金原瑞男, 苅場悠祐
    • 雑誌名

      東北学院大学環境防災工学研究所紀要 15号

      ページ: 75-87

    • NAID

      120007160888

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 繰り返し3軸試験機を用いた液状化抵抗メカニズム2004

    • 著者名/発表者名
      菊池睦月, 星直樹, 飛田善雄, 山口晶
    • 雑誌名

      土木学会東北支部技術研究発表会,講演概要

      ページ: 346-347

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 間隙水流入時の砂のせん断変形挙動2004

    • 著者名/発表者名
      佐藤かおり, 安藤匡, 飛田善雄, 山口晶
    • 雑誌名

      土木学会東北支部技術研究発表会,講演概要

      ページ: 356-357

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 繰り返しせん断履歴が間隙水流入時のダイレイタンシー特性に与える影響2004

    • 著者名/発表者名
      新田, 安藤, 佐藤, 山口, 飛田
    • 雑誌名

      土木学会東北支部技術研究発表会,講演概要

      ページ: 396-397

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Description of Anisotropic Behavior of Sand through the Modified Stress Method2004

    • 著者名/発表者名
      Tobita, Y.Yamaguchi, A.Fujii, N., Nishimura
    • 雑誌名

      COMPUTATIONAL MECHANICS WCCM VI, (Beijing) (CD)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Description of Anisotropic behavior of sand through the modified stress method2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Tobita, Akira Yamaguchi, Nobuaki, Fujii, Osamu, Nishimura
    • 雑誌名

      In Computational Mechanics, Proceedings of 6^<th> World Conference on Computational Mechanics, Bejing,2004 (CD)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Liquefaction resistancy of chemically treated sand using the triaxial testing apparatus2004

    • 著者名/発表者名
      Mutuki Kikuchi, Naoki, Hoshi, Yoshio Tobita, Akira Yamaguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of Annual meeting of Tohoku branch of JSCE (in Japanese)

      ページ: 346-347

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 繰り返し三軸試験機を用いた低濃度薬液改良砂の改良メカニズムの検討2003

    • 著者名/発表者名
      田口 真, 高田, 飛田, 山口
    • 雑誌名

      土木学会東北支部技術研究発表会講演概要 (口頭発表)

      ページ: 360-361

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 初期せん断を有する地盤の地震中及び地震後に発生する流動変形に関する研究2003

    • 著者名/発表者名
      相原光貴, 佐藤, 飛田, 山口
    • 雑誌名

      土木学会東北支部技術研究発表会講演概要 (口頭発表)

      ページ: 392-393

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 低濃度薬液改良地盤の浸透破壊パターンに関する研究2003

    • 著者名/発表者名
      斎藤, 木村, 斎藤, 飛田
    • 雑誌名

      土木学会東北支部技術研究発表会講演概要 (口頭発表)

      ページ: 362-363

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] セメントを用いた脈動注入が地盤改良効果に与える影響2003

    • 著者名/発表者名
      駒林, 岡田, 菊池, 飛田, 山口
    • 雑誌名

      土木学会東北支部技術研究発表会講演概要 (口頭発表)

      ページ: 364-365

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 工学材料の異方的挙動の簡易な表現方法:修正応力法の地盤材料への適用2003

    • 著者名/発表者名
      飛田善雄, 山口晶, 藤井伸晃, 金原瑞男
    • 雑誌名

      土木学会応用力学論文集 Vol.6

      ページ: 407-418

    • NAID

      80016259471

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A simple method for description of anisotropic behavior of engineering materials : Modifies stress method with an emphasis on geomaterials2003

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Tobita, Akira Ymaguchi, Nobuaki, Fujii, Mizuo Kanahara
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mechanics, JSCE 6(in Japanese)

      ページ: 407-418

    • NAID

      130004091442

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Image-based modeling and analysis of microstructures for two-scale problems in geomechanics2002

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro Terada, Takashi Kyoya
    • 雑誌名

      International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics 26

      ページ: 273-297

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 増分非線形構成モデルの数学的構造・定式化と主応力同転時の挙動の検証2002

    • 著者名/発表者名
      飛田善雄, 加茂謙
    • 雑誌名

      土木学会応用力学論文集 5

      ページ: 295-306

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quasi-static global-local analysis of highly fissured rock mass2002

    • 著者名/発表者名
      K.Kaneko, T.Kyoya
    • 雑誌名

      Proceedings of 3rd.Korea-Japan Symposium on Rock Engineering

      ページ: 131-138

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 原位置試料を用いた埋立人工島のハイブリッド地震応答実験2002

    • 著者名/発表者名
      山口晶, 仙頭紀明, 風間基樹, 飛田善雄
    • 雑誌名

      第11回日本地震工学シンポジウム論文集 (口頭発表)

      ページ: 791-796

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 沖積粘土のせん断強度と埋立材が埋立人工島の液状化被害に与えた影響2002

    • 著者名/発表者名
      山口晶ほか3名
    • 雑誌名

      第37回地盤工学研究発表会 (口頭発表)

      ページ: 1969-1970

    • NAID

      130004619799

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 均質化法を用いたマルチスケール構造解析に関する理論展開2002

    • 著者名/発表者名
      中沢正利, 最上和美
    • 雑誌名

      東北学院大学工学部研究報告 27・1

      ページ: 43-49

    • NAID

      40005610443

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 粘土層のせん断強度と埋立て材料の違いが埋立地の地震時挙動に与えた影響2002

    • 著者名/発表者名
      山口 晶, 飛田善雄, 新田秀雄, 仁藤浩司
    • 雑誌名

      東北学院大学工学研究報告 27・1

      ページ: 59-64

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 地震による地盤変形量を予測する新しい実験手法の開発2002

    • 著者名/発表者名
      山口 晶, 仙頭紀明, 風間基樹, 飛田善雄
    • 雑誌名

      東北学院大学工学研究報告 27・1

      ページ: 83-88

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Image based modeling and analysis of microstructures for two scale problems in geomechanics2002

    • 著者名/発表者名
      Kenjiro Terada, Takashi Kyoya
    • 雑誌名

      International Journal for Numerical and Analytical methods in Geomechanics 26,2

      ページ: 278-297

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mathematical structure and formulation of incrementally non-linear constitutive models and their behavior during the rotation of principal stress axes2002

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Tobita, Kenichi Kamo
    • 雑誌名

      Journal of Applied Mechanics, JSCE 5(in Japanese)

      ページ: 295-306

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quasi-static global-local analysis of highly fissured rock mass2002

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kaneko, Takashi Kyoya
    • 雑誌名

      Proceedings of 3^<rd> Korea-Japan Symposium

      ページ: 131-138

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Hybrid experiments on the man made island using the soil in situ2002

    • 著者名/発表者名
      Akira Yamaguchi, Noriaki Sentoh, Motoki, Kazama, Yoshio Tobita
    • 雑誌名

      Proceedings of 11^<th> Japan Symposium on Earthquake Engineering (in Japanese)

      ページ: 791-796

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Theoretical development on the muti-scale structure analysis using the homogenization method2002

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Nakazawa, Kazumi Mogami
    • 雑誌名

      Annual report of Faculty of Engineering, Tohoku-Gakuin University 37,1(in Japanese)

      ページ: 43-49

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Influence of strength of clay layer and reclaimed materials on the earth quake behavior of reclaimed land2002

    • 著者名/発表者名
      Akira Ymaguchi, Yoshio Tobita, Hideo Nitta, Kouji Nitoh
    • 雑誌名

      Annual report of Faculty of Engineering, Tohoku-Gakuin University 37,1(in Japanese)

      ページ: 59-64

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] New experimental method on the prediction of earthquake-induced deformation2002

    • 著者名/発表者名
      Akira Yamaguchi, Noriaki Sentoh, Motoki Kazama, Yoshio Tobita
    • 雑誌名

      Annual report of Faculty of Engineering Tohoku-Gakuin University 37,1(in Japanese)

      ページ: 59-64

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An introduction to constitutive modeling of geomaterials2002

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Tobita
    • 雑誌名

      In Text-book for Summer School of the committee on the constitutive and numerical modeling of geomaterials, Japan Society of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (in Japanese)

      ページ: 1-45

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 飛田善雄, 山口晶, 藤井伸晃, 金原瑞男: "工学材料の異方的挙動の簡易な表現方法:修正応力法の地盤材料への適用"土木学会応用力学論文集. Vol.6. 407-418 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 飛田善雄, 山口晶, 金原瑞男, 苅場悠祐: "2003年宮城県北部連続地震における鳴瀬町浜市地区の液状化調査報告"東北学院大学環境防災工学研究所紀要. 15号. 75-87 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 菊池睦月, 星直樹, 飛田善雄, 山口晶: "繰り返し3軸試験機を用いた液状化抵抗メカニズム"土木学会東北支部技術研究発表会,講演概要. 346-347 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤かおり, 安藤匡, 飛田善雄, 山口晶: "間隙水流入時の砂のせん断変形挙動"土木学会東北支部技術研究発表会,講演概要. 356-357 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 新田, 安藤, 佐藤, 山口, 飛田: "繰り返しせん断履歴が間隙水流入時のダイレイタンシー特性に与える影響"土木学会東北支部技術研究発表会,講演概要. 396-397 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 渡部, 菅野, 山田, 飛田, 山口: "セメント溶液における一定振幅繰り返し注入の効果"土木学会東北支部技術研究発表会,講演概要. 400-401 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kenjiro Terada: "Image-based modeling and analysis of microstructures for two-scale problems in geomechanics"International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. 26. 273-297 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 飛田善雄: "増分非線形構成モデルの数学的構造・定式化と主応力回転時の挙動の検証"土木学会応用力学論文集. 5. 295-306 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kaneko, T.Kyoya: "Quasi-static global-local analysis of highly fissures rock mass"Proceedings of 3rd. Korea-Japan Symposium on Rock Engineering. 131-138 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 山口晶, 仙頭紀明, 風間基樹, 飛田善雄: "原位置試料を用いた埋立人工島のハイブリッド地震応答実験"第11回日本地震工学シンポジウム論文集(口頭発表). 791-796 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 山口晶ほか3名: "沖積粘土のせん断強度と埋立材が埋立人工島の液状化被害に与えた影響"第37回地盤工学研究発表会(口頭発表). 1969-1970 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 中沢正利, 最上和美: "均質化法を用いたマルチスケール構造解析に関する理論展開"東北学院大学工学部研究報告. 27・1. 43-49 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 山口 晶: "粘土層のせん断強度と埋立て材料の違いが埋立地の地震時挙動に与えた影響"東北学院大学工学研究報告. 27・1. 59-64 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 山口 晶: "地震による地盤変形量を予測する新しい実験手法の開発"東北学院大学工学研究報告. 27・1. 83-88 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 田口 真, 山口晶: "繰り返し三軸試験機を用いた低濃度薬液改良砂の改良メカニズムの検討"土木学会東北支部技術研究発表会講演概要(口頭発表). 360-361 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 相原光貴, 山口晶: "初期せん断を有する地盤の地震中及び地震後に発生する流動変形に関する研究"土木学会東北支部技術研究発表会講演概要(口頭発表). 392-393 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 斎藤華, 飛田善雄: "低濃度薬液改良地盤の浸透破壊パターンに関する研究"土木学会東北支部技術研究発表会講演概要(ロ頭発表). 362-363 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 駒林 徹, 飛田善雄: "セメントを用いた脈動注入が地盤改良効果に与える影響"土木学会東北支部技術研究発表会講演概要(口頭発表). 364-365 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 狩野 善光: "一面せん断試験による薄液改良砂のせん断特性"土木学会東北支部 技術研究発表会講演概要集. 286-287 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 遊佐 浩二: "浸透破壊パターンにおよぼす透水性の影響"土木学会東北支部 技術研究発表会講演概要集. 288-289 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 成田 匡邦: "割裂を含む注入問題に対する浸透解析の応用"土木学会東北支部 技術研究発表会講演概要集. 314-315 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 昆 威志: "ブースター薬液注入ポンプを使用した薬液注入実験"土木学会東北支部 技術研究発表会講演概要集. 316-317 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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