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微小せん断剛性率と損失エネルギーによる年代効果の液状化特性評価

研究課題

研究課題/領域番号 21K20444
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0303:土木工学、社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

志賀 正崇  東京大学, 生産技術研究所, 助教 (60907814)

研究期間 (年度) 2021-08-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード液状化 / 砂質土 / かみ合わせ効果 / セメンテーション効果 / セメンテーション / エネルギー / 累積損失エネルギー / 微小せん断剛性率 / 年代効果 / 損失エネルギー
研究開始時の研究の概要

年代効果を持つ砂質土の液状化特性を評価するためには、密度以外の砂のかみ合わせ効果とセメンテーション効果の液状化特性に及ぼす複合的影響を評価する必要があるものの、パラメトリックな室内試験による作用機構の解明や、合理的なモデル化は行われていない。本研究ではこれまで独自に開発を施してきた室内土質試験と動的微小せん断剛性率の連続計測システムを用いて、異なるタイプの年代効果を持つ供試体を作製し、系統的な室内液状化試験を実施する。試験後は微小せん断剛性率と損失エネルギーに着目し、年代効果が液状化特性に与える定量的に評価し、年代効果を有する砂質土を含む多種多様な地盤の合理的かつ高精度な液状化予測を目指す。

研究成果の概要

本研究は、セメンテーション効果とかみ合わせ効果が液状化特性に与える複合的影響を、累積損失エネルギーとせん断剛性率を用いた定量化を行うことを目標としている。
かみ合わせ効果を変化させた場合、同一試料、同一密度、同一CSRであっても累積損失エネルギーが大きくなることを示した。また、繰り返しせん断履歴の直前におけるせん断波速度と、両振幅軸ひずみ5%で定義される液状化エネルギー容量には有意な相関が確認された。一方で二つの効果を変化させた場合、セメント添加率と液状化エネルギー容量には有意な相関が見られなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、従来液状化判定の対象外であった年代効果の作用した砂質土の液状化特性を、多角的な観点で評価することを目標とした。年代効果はいわば堆積したサラサラの砂が、岩になる中間の過程であり、その過程を現場で計測できる指標で評価できるようになれば、より高効率な防災施策の実行につながると考えられる。残念ながら本研究の成果では、最終的なゴールである「かみ合わせ効果とセメンテーション効果の液状化特性に与える影響の統合的なモデル化」は達成することができなかったが、今後の改善するべき実験スキームや、考察対象を整理し、高度な評価手法の構築のステップを見通すことができた。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 砂質土の非排水繰り返し載荷における等仕事面に関する基礎的検討2021

    • 著者名/発表者名
      志賀正崇, 清田隆, 片桐俊彦
    • 雑誌名

      生産研究

      巻: 73 号: 5 ページ: 375-378

    • DOI

      10.11188/seisankenkyu.73.375

    • NAID

      130008123206

    • ISSN
      0037-105X, 1881-2058
    • 年月日
      2021-11-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Relationship between shear wave velocity and liquefaction resistance in silty sand and volcanic sand2022

    • 著者名/発表者名
      Masataka Shiga
    • 学会等名
      4th International. Conference on Performance-based Design in Earthquake
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] せん断波速度と液状化強度の相関に関する一考察(シルト質砂や火山灰質土を対象に)2022

    • 著者名/発表者名
      志賀 正崇
    • 学会等名
      第57回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Relationship between shear wave velocity and liquefaction resistance in silty sand and volcanic sand2022

    • 著者名/発表者名
      Masataka SHIGA
    • 学会等名
      4th International. Conference on Performance-based Design in Earthquake. Geotechnical Engineering (PBD-IV)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of cementation and inter-locking effect on liquefaction characteristics of sandy soil2021

    • 著者名/発表者名
      Masataka SHIGA
    • 学会等名
      3rd International Conference in Geotechnical Engineering, Colombo
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-10-22   更新日: 2024-01-30  

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