液状化対策としての地盤固化処理工法の設計合理化に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13555136
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 古関 潤一 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (30272511)
• 研究分担者: 早野 公敏 独立行政法人港湾空港技術研究所, 地盤改良研究室, 研究官 ; 佐藤 剛司 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (30092224) ; 龍岡 文夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70111565) ; 松尾 修 国土交通省, 国土技術政策総合研究所・危機管理技術研究センター, 地震災害研究官 ; 舘山 勝 財団法人鉄道総合技術研究所, 構造物技術研究部, 研究室長(研究職)
• キーワード: 液状化対策 / セメント改良 / 砂 / 三軸試験 / 割裂試験 / 引張強度 / 耐震設計 / 固化処理

研究概要

地震時の砂質地盤の液状化に起因する被害を防ぐために、セメント系固化材と原位置の土を地中で撹拌混合して固化させる地盤改良工法の適用例が近年増加している。このような固化処理工法による改良地盤は高いせん断強度と剛性を有するが、砂のような粒状体材料が母材であるために引張強度は必ずしも高くはない。これまでは、既往の室内試験結果に基づいて一軸圧縮強度の15%程度が引張強度の設計値として用いられてきた。しかしながら、兵庫県南部地震以降は、稀に発生するような大規模な地震を想定した設計も実施されるようになり、低い設計引張強度によって対策工の諸元が決定されるケースが生じてきている。
以上の背景のもとで、砂質地盤の液状化対策として固化処理工法を適用した場合の設計を合理化するために、改良地盤に作用する引張応力と、これに抵抗する引張強度を精度よく評価する手法を確立することを目的として本研究を実施している。2年めである今年度は室内で再構成したセメント改良砂の中空円筒供試体のねじり試験を実施して一軸引張試験の結果と比較し、引張強度特性に及ぼす進行性破壊の影響を明らかにした。また、異なる拘束圧下での排水三軸圧縮・引張試験から得られたセメント改良砂の変形・強度特性の比較を行い、妥当な破壊規準について検討した。さらに、セメント改良砂の平面ひずみ繰返し圧縮試験を行い、供試体側面で計測した変形画像の分析により局所的なひずみ分布を求めて、繰返し載荷中にひずみの局所化が進行する場合があることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Salas-Monge, R., Koseki, J.: "Plane strain compression tests on cement treated sand"Proc. of 4^<th> International Summer Symposium International Activities Committee, JSCE. 223-226 (2002)
• [文献書誌] 三平伸吾, 古関潤一, 佐藤剛司: "セメント改良砂の一軸引張強度と割裂引張強度の比較"土木学会57回年次学術講演会第3部門. (CD-ROM). (2002)
• [文献書誌] 古関潤一, Salas-Monge, R., 佐藤剛司: "セメント改良砂の繰返し平面ひずみ圧縮試験"第38回地盤工学研究発表会講演概要集. (発表予定). (2003)
• [文献書誌] 三平伸吾, 古関潤一, 佐藤剛司, 吉澤睦博, 並河努: "セメント改良砂の変形・強度特性に関する三軸圧縮・引張試験"第38回地盤工学研究発表会講演概要集. (発表予定). (2003)
• [文献書誌] 竹屋直和, 三平伸吾, 古関潤一, 佐藤剛司, 鈴木吉夫: "セメント改良砂の引張強度に関する無拘束圧下での中空ねじり試験"第38回地盤工学研究発表会講演概要集. (発表予定). (2003)