| 研究課題/領域番号 |
20H02240
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22030:地盤工学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
清田 隆 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (70431814)
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| 研究分担者 |
上田 恭平 京都大学, 防災研究所, 准教授 (60649490)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
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| キーワード | 液状化 / 年代効果 / 土粒子構造 / セメンテーション / 大ひずみ / シミュレーション / 三軸試験 / 中空ねじり試験 / 中空ねじりせん断試験 / 室内土質試験 / 数値解析 / 非排水繰り返し中空ねじり試験 / 非排水繰り返し三軸試験 / せん断波速度 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地震時に砂質地盤で発生する液状化現象について、その強度変形特性に影響を及ぼす地盤の年代効果は、長期圧密や地震履歴等による地盤の密度化、土粒子構造の変化、および経時的なセメンテーション効果に起因すると考えられているが、その詳細は未解明な点が多い。本研究では、原地盤の有する年代効果を上記の様々な効果の発現・損傷の相互作用と捉え、系統的な室内土質試験とモデル化、数値解析、実事例の分析を通じて、これらが液状化強度に及ぼす影響、およびこのような地盤が巨大な地震動を受けた時にどのように大変形に至るかを明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、土粒子構造の影響を考慮できる新しい液状化強度比の推定法を示し、その高い現場適用性を確認した。一方、同手法は破砕性の高い火山灰土やセメンテーションを有する地盤への適用性は明確でないため、これらの液状化強度・変形特性とせん断波速度の関係を検討した。その結果、火山灰土については、粒子破砕強度を指標とすることで、上記評価手法の枠組みを利用して液状化強度比を推定できる可能性を示した。
また、液状化地盤の大変形挙動を数値解析により適切に表現できる手法を、液状化に伴うせん断抵抗角の損傷の観点から見出し、これを考慮した解析により実験結果の再現に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果により、従来その評価が困難であった液状化強度に及ぼす地盤の年代効果（土粒子構造の影響）の影響が定量的に可能となった。これにより、従来大幅に過小評価されていた液状化強度が適切に求められ、地盤耐震設計の合理化とコスト削減が期待できる。特に近年の大地震の経験を背景に、従来の設計地震荷重よりも著しく大きいレベル２地震動に対する設計も行われるようになってきた昨今、たとえ建設対象が重要構造物であれ、高額な費用をかけて地盤の液状化対策を実施することが妥当かどうかを判断することが求められているが、本研究成果はそのような検討に非常に有効である。
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