液状化がライフライン施設に与える影響と耐震設計

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03044129
• 研究機関: 東海大学
• 研究代表者: 浜田 政則 東海大学, 海洋学部, 教授 (30164916)
• 研究分担者: O'ROURKE Tho コーネル大学, 工学部(米国), 教授 ; MASANOBU Shi プリンストン大学, 工学部(米国), 教授 ; 東畑 郁夫 東京大学, 工学部, 助教授 (20155500) ; 大町 達夫 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (90126269)
• キーワード: 液状化 / 側方流動 / ライフライン / 地盤改良 / 可撓性継手 / 埋設管路 / 基礎抗 / 過剰間隙水圧

研究概要

日本および米国の既往地震併せて10地震に関して、液状化の発生とこれによるライフライン施設の被害事例を収集・分析した結果、以下のような知見が得られた。
(1)液状化による地盤の側方流動は、砂丘、自然堤防などの微高地より、砂丘間低地、旧河道などの低地に向かって生じている。新潟市では側方流動の最大値は12mにも達していた。
(2)液状化による地盤の側方流動は液状化層の厚さに強く支配されるが、流動量と地表面勾配との相関性は低い。
(3)いずれの既往地震においてもライフライン施設の被害の大半が液状化地盤に集中しており、埋設管路等の液状化地盤中での被害率は非液状化地盤中での被害率の5〜10倍である。
(4)液状化地盤が地中構造物に与える影響は流体的である。このため、地盤の流動変位よりもむしろ流動速度あるいはその2乗に比例した外力が地中構造物に作用すると考えられる。
(5)液状化およびこれによる側方流動は地焦動の終了後も過剰間隙水圧が逸散するまで継続していると考えられる。
(6)地盤改良、基礎構造の補強および埋設管路における可撓性継手などの液状化対策工法は液状化による被害を著しく低減する効果をもつ。
(7)液状化地盤中に設置された地中壁の上下流面に、液体の圧力に等しい土圧が作用する。このことは、剛性のそれほど大きくない地中壁でも側方流動を防止出来る可能性を示唆している。

研究成果

• [文献書誌] M.Hamada,K.Wakamatsu,S.Yasuda: "Liquefaction-Induced Ground Deformation,during The 1923 Kanto Earthquake" Technical Report,National Center for Earthquake Engineering Research,U.S.A.92-001. 1-1-1-38 (1992)
• [文献書誌] M.Hamada,S.Yasuda.K.Wakamatsu: "Large Ground Deformations and Their Effects on Lifelines:The 1948 Fukui Earthquake" Technical Report,National Center for Earthquake Engineering Research,U.S.A.92-001. 2-1-2-41 (1992)
• [文献書誌] M.Hamada: "Large Ground Deformations and Their Effects on Lifelines:The 1964 Niigata Earthquake" Technical Reports,National Center for Earthquake Engineering Research,U.S.A.92-001. 3-1-3-119 (1992)
• [文献書誌] M.Hamada: "Large Ground Deformations and Their Effects on Lifelines:The 1983 Nihonkai-Chubu Earthquake" Technical Report,National Center for Earthquake Engineering Research,U.S.A.92-001. 4-1-4-85 (1992)
• [文献書誌] T.D.O'Rourke,B.L.Roth.M.Hamada: "Large ground Deformations and Their Effects on Lifeline Facilities:1971 San Fernando Earthquake" Technical Report,National Center for Earthquake Engineering Research,U.S.A.92-001. 3-1-3-85 (1992)
• [文献書誌] T.Ohmachi,S.Midorikawa: "Ground-Motion Intensity Inferred from Upthrow of Boulders during The 1984 Western Nagano Prefecture,Japan,Earthquake" Bulletin of the Seismological Society of America. 82,No1. 44-60 (1992)