入力地震動の周波数特性を考慮した液状化判定式に関する研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11558049
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 森 伸一郎 愛媛大学, 工学部, 助教授 (10304643)
• 研究分担者: 矢田部 龍一 愛媛大学, 工学部, 教授 (70127918) ; 室 達朗 愛媛大学, 工学部, 教授 (00025967) ; 八木 則男 愛媛大学, 工学部, 教授 (00027228) ; 吉田 望 佐藤工業(株), 中央技術研究所, 主任研究員 ; 盛川 仁 鳥取大学, 工学部, 助教授 (60273463) ; 本田 利器 京都大学, 防災研究所, 助手 (60301248)
• キーワード: 液状化判定 / 地震動 / 周波数特性 / 振動台実験 / せん断土槽 / 有効応力経路 / 液状化強度

研究概要

本研究では,液状化判定を精密に実施するために,従来のFL式を見直し,特に周波数特性を考慮した液状化判定式を提案することにある。このために,(1)液状化事例の収集と解析,(2)入力地震動の周波数特性のモデル化,(3)砂の液状化強度の周波数依存性の検討,(4)砂の動的構成式の検討,(5)完全液状化の定義,(6)完全液状化後の残留剛性の評価,(7)震動終了後の沈下量の評価,(8)地盤の液状化解析による周波数依存性の検討,(9)判定式に用いるパラメータの選定をおこない,これらの結論を総合して液状化判定式を提案することを目的にしている。
本年度の実績は,次のようである。
・過去の主要な被害地震を対象とした液状化事例の収集と解析の一環として,1999年9月21日に発生した台湾集集地震の液状化地点の現地調査を行うとともに,地震観測記録の資料収集を行った。まれに見る高密度の強震観測記録であり,次年度以降の分析が期待される。
・アルミ製のせん断土槽を作成し,周波数に依存する地盤の液状化挙動に関する実験を実施した。豊浦砂を用いた模型地盤に対して,5Hzと20Hzの正弦波とこれらの混合波により加振を行い,有効応力経路が破壊線に近づくまでは,2種の正弦波による加振実験の和と混合波加振の結果とが比較的よく一致する傾向が見られた。本年度は実験ケース数が少ないため,次年度以降の実験の継続により,明らかにされる。
・繰り返し中空ねじり試験機を作成し,検定のための試験の一部を実施した。
・入力地震動の周波数特性のモデル化を目的として,地震計を購入し,地震計特性の検定を行うとともに,地震観測場所の踏査をおこなった。

研究成果

• [文献書誌] 沼田,森,陶野,遠藤: "液状化で生じた砂脈と噴砂の一考察"土木学会論文集. 第638号/III-49. 311-323頁 (1999)
• [文献書誌] MORI,NUMATA,GUAN: "Damage to a pile foundation due to liquiefied ground motion"Proceedings of 12^<12> World Conference of Earthquake Engineering. CD-ROM. #0811 (2000)
• [文献書誌] NUMATA,GUAN,MORI: "Investigation of liquefaction at reclaimed land in Japan during the 1995 Hyogoken-nambu earthquake"Proceedings of 12^<12> World Conference of Earthquake Engineering. CD-ROM. #1135 (2000)
• [文献書誌] Morikawa,Sawada,Toki,Akamatsu,Nakajima,Ejiri,and Miyakoshi: "Estimation of Phase Velocities from Microseisms Observed at Two Sites"Earthquake Geotechnical Engineering,(Proc.of 2nd Int'l Conference on Earthquake Geotechnical Engineering,Edited by S.e Pinto). 119-124 (1999)
• [文献書誌] Mori and Numata: "Failure shape of pile heads in a damaged foundation by an earthquake"Poster Session Proceedings of the 11^<11> Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. 147-148 (1999)
• [文献書誌] Morikawa,H.,Sawada,S.,Toki,K.,Kawasaki,K.,and Kaneko Y.: "Phase Characteristics of Source Time Function Modeled by Stochastic Impulse Train"Proceedings of 12^<12> World Conference of Earthquake Engineering. CD-ROM. (2000)
• [文献書誌] Yoshida,N.: "Liquefaction of improved ground in Port Island and its effect on vertical array record"Proceedings of 12^<12> World Conference of Earthquake Engineering. CD-ROM. #1509 (2000)
• [文献書誌] Miura,K.,Kobayashi,S.and Yoshida,N.: "Equivalent linear analysis considering large strains and frequensy dependent characteristics"Proceedings of 12^<12> World Conference of Earthquake Engineering. CD-ROM. #1832 (2000)
• [文献書誌] Masanori Hamada et al(森分担執筆): "The 1999 Ji-Ji Earthquake,Taiwan-Investigation into Damage to Civil Engineering Structures-"Japan Society of Civil Engineers. 154 (1999)