重力式岸壁の地震時挙動観測と耐震設計法の開発

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15560423
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 三浦 均也 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (40190582)
• 研究分担者: 菅野 高弘 (独)港湾空港技術研究所, 地盤構造部, 室長(研究職) (10187635) ; 窪内 篤 (独)北海道開発土木研究所, 環境水工部, 室長(研究職) ; 前田 健一 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (50271648) ; 大塚 夏彦 北日本港湾コンサルタント(株), 技術部・研究主任(研究職)
• キーワード: 重力式岸壁 / 地震時挙動観測 / 液状化 / 土圧 / 慣性力 / 動水圧 / 永久変位 / 耐震設計

研究概要

北海道釧路港西港では、1999年から第4埠頭の仮護岸部において重力式試験岸壁の建設を開始した。背後地盤の埋め立て後、シートパイルによる締切を行い東側部分にのみサンドコンパクションパイルによる液状化対策を実施した。2001年3月より地震時挙動の観測を開始し現在までに十数件の震度III以上の地震動においてほぼ計画通りに観測を実施することができた。この中には2003年9月に発生した十勝沖地震における震度V強を記録した本震と震度4を記録した最大余震における観測記録が含まれている。
十勝沖地震発生前までには、重力式岸壁建設過程、特に液状化対策前後における岸壁の挙動や背後地盤の振動特性・液状化特性に関するデータを得ることができた。貫入試験、密度検層試験、弾性波速度試験、不撹乱試料について液状化試験を適宜実施することによって地盤工学的な検討を行い、取りまとめることができた。また、小規模な地震に応答を分析することにより観測システムの応答をチェックするとともに、ケーソンの応答を解析することによって、作用する動水圧と土圧の基本的な挙動を確かめることができた。
十勝沖地震では、背後地盤地表面で100Galを超える最大化速度を記録するとともに、液状化現象による噴砂や亀裂等の発生が見られた。これによりケーソンは最大約20cmの海側への移動量を観測した。以下は下記の項目について検討を進め、論文作成を進めている。
-測量と地質調査等による試験岸壁の変形性情の把握
-重複反射法による振動解析を実施し、試験岸壁の振動特性と地質構造の影響の検討
-非線形有限要素法を実施し、試験岸壁の液状化挙動と変形特性の検討
-地震時動水圧の線形理論による分析と耐震設計における算定法の検討
-ケーソンの変位挙動と慣性力・動水圧・動土圧の関係を分析し、耐震設計時の外力算定法の検討

研究成果

• [文献書誌] Miura, K., Otsuka, N., Kohama, E., Supachawaroute, C., Hirabayashi, T: "The Size Effect of Earth Pressure Cells on Measurement in Granular Masterial"Soils and Foundations. 43(5). 133-147 (2003)
• [文献書誌] 笹島隆彦, 先川光弘, 橋詰知喜, 大塚夏彦, 三浦均也: "重力式岸壁の地震時安定性と地震時に作用する土圧の検討"土木学会、海洋開発論文集. 19. 625-630 (2003)
• [文献書誌] Sasajima, T., Kitahara, M., Ueda, H., Otsuka, N., Miura, K.: "Damage to Gravity Type Quay Wall Associated with Earthquake Induced Liquefaction and Its Seismic Design"Proc.of the 13th International Symposium on Offshore and Polar Engineering Conference (ISOPE-2003). (CD-ROM). (2003)
• [文献書誌] Sasajima, T., Sakikawa, M., Miura, K., Otsuka, N.: "In-situ Observation System for Seismic Behavior of Gravity Type Quay Wall"Proc.of the 13th International Symposium on Offshore and Polar Engineering Conference (ISOPE-2003). (CD-ROM). (2003)
• [文献書誌] Inoue, K., Miura, K., Otsuka, N., Yoshida, N., Sasajima, T: "Numerical Analysis of the Earth Pressure during Earthquake on the Gravity Type Quay Wall"Proc.of the 13th International Symposium on Offshore and Polar Engineering Conference (ISOPE-2003). (CD-ROM). (2003)