地盤の耐液状化性能設計法の構築とその実用化-設計地震動を超える外力への対応-

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H02263
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 風間 基樹 東北大学, 工学研究科, 教授 (20261597)
• 研究分担者: 河井 正 東北大学, 工学研究科, 准教授 (10371436) ; 清原 雄康 八戸工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (20369911) ; 山口 晶 東北学院大学, 工学部, 教授 (30337191) ; 渦岡 良介 京都大学, 防災研究所, 教授 (40333306) ; 仙頭 紀明 日本大学, 工学部, 教授 (40333835) ; 森 友宏 前橋工科大学, 工学部, 准教授 (40552394) ; 海野 寿康 宇都宮大学, 地域デザイン科学部, 准教授 (50570412) ; 加村 晃良 東北大学, 工学研究科, 助教 (80761387)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 液状化 / 性能設計 / 流動性 / 液状化判定 / 噴砂 / 繰返しせん断 / 沈下 / 残留変形

研究実績の概要

1.間隙比の測定に関して，細粒分を多く含む土にも適用できる新しい装置を開発した。2.ベーンせん断実験により液状化前後，最中，液状化後の地盤のせん断抵抗の変化を連続的に計測した。粒径が細かくなるほど、発揮するせん断応力比が小さくなることを示した。 また、その結果、流動量に差が生じることもわかった。3.繰返し三軸試験を基準化累積損失エネルギーにより整理し，砂やしらすの飽和・不飽和状態での液状化抵抗を定量的に評価した。また，空気連行剤(AE剤)を使用し強制的に土中の水分状態を変化・流動化させた不飽和土の繰返しせん断試験を実施した．その結果，不飽和土の繰返しせん断変形挙動は土中の水分状態に影響を受け，一概に間隙中の水分量のみで決まらないことが分かった．4.地盤の残留水平変位と沈下が相互に及ぼす影響を実験的に検討し，再圧密体積ひずみは残留せん断ひずみが大きくなるほど小さくなり，緩い砂では最大で約2割，密な砂では約5割減少することを示した．5.SWS装置の先端スクリューポイントのエッジ部分の貫入および回転抵抗に着目して評価した結果，土質によって評価可能な指標が異なることが示された。6.液状化地盤上の住宅の有効応力解析を行い，簡易判定結果と有効応力解析による住宅の変形量を比較した。その結果，住宅の変形量が簡易判定と必ずしも同じ区分に属するとは限らないことがわかった。住宅周辺の地表面付近を透水性の高い材料を設ける工法に対して、住宅の隣接も考慮して動的遠心模型実験を行い、対策範囲や住宅の隣接の有無がそれぞれの住宅に及ぼす影響を検討した。対策範囲，隣接の有無に関わらず、対策をすれば過剰間隙水圧の上昇を抑制できることを確認した。7.地表面の3次元地震加速度記録から，表層地盤の地震による液状化程度を予測するシステムをDeep Learningを用いて開発した。実際の地震動で有効性を確認した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Korean Inst. of Construction and Tech.(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: Korean Inst. of Construction and Tech.
• [雑誌論文] 三軸繰返し荷重作用時の砂や各種改良しらす土の挙動と基準化累積損失エネルギーによる評価 (2020)
  • 著者名/発表者名: 清原 雄康
  • 雑誌名: 地盤工学ジャーナル 巻: 15 ページ: 15～24
  • DOI: 10.3208/jgs.15.15
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Minimum void ratio characteristic of soils containing non-plastic fines (2019)
  • 著者名/発表者名: Kim Jongkwan、Kawai Tadashi、Kazama Motoki
  • 雑誌名: Soils and Foundations 巻: 59 ページ: 1772～1786
  • DOI: 10.1016/j.sandf.2019.08.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] LATERAL FLOW OF AN INCLINED GROUND COMPOSED OF SAND AND SILT LAYERS, FOCUSING ON THE REDISTRIBUTION OF EXCESS PORE WATER PRESSURE (2019)
  • 著者名/発表者名: TAMAIZUMI Satoshi、UEDA Kyohei、UZUOKA Ryosuke
  • 雑誌名: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A1 (Structural Engineering & Earthquake Engineering (SE/EE)) 巻: 75 ページ: I_316～I_325
  • DOI: 10.2208/jscejseee.75.I_316
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyclic Shear Behavior of Unsaturated Soil with Varying Pore Water and Pore Air Condition (2019)
  • 著者名/発表者名: UNNO Toshiyasu、MIDORIKAWA Yusuke
  • 雑誌名: Journal of Japan Association for Earthquake Engineering 巻: 19 ページ: 5_170～5_183
  • DOI: 10.5610/jaee.19.5_170
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Variation and Reliability of Undrained Triaxial Shear Test using In-situ Soil Specimens (2019)
  • 著者名/発表者名: YAMAGUCHI Teruhiro、KAMURA Akiyoshi、KIM Jongkwan、KAZAMA Motoki
  • 雑誌名: Journal of Japan Association for Earthquake Engineering 巻: 19 ページ: 5_77～5_87
  • DOI: 10.5610/jaee.19.5_77
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Volumetric Compression Behavior of Fine Grained Soil After Cyclic Loading Process (2019)
  • 著者名/発表者名: YANAGIDA Masayoshi、UNNO Toshiyasu
  • 雑誌名: Journal of Japan Association for Earthquake Engineering 巻: 19 ページ: 5_21～5_33
  • DOI: 10.5610/jaee.19.5_21
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Relation between Residual Shear Strain Following Liquefaction and Reconsolidated Volumetric Strain (2019)
  • 著者名/発表者名: SENTO Noriaki、GOTO Naonori
  • 雑誌名: Journal of Japan Association for Earthquake Engineering 巻: 19 ページ: 5_88～5_95
  • DOI: 10.5610/jaee.19.5_88
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] スウェーデン式サウンディング試験結果と静的三軸試験結果との関連性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 黒澤祐希，森友宏
  • 学会等名: 土木学会関東支部第46回技術研究発表会
• [学会発表] 余震が液状化に及ぼす影響に着目したオンライン実験 (2020)
  • 著者名/発表者名: 横山諒宜，斉藤和寿，仙頭紀明
  • 学会等名: 土木学会東北支部技術研究発表会（令和元年度）
• [学会発表] 初期液状化から残留変形発生過程を評価できる室内試験の提案とその利活用方法 (2020)
  • 著者名/発表者名: 斉藤和寿，仙頭紀明
  • 学会等名: 土木学会東北支部技術研究発表会（令和元年度
• [学会発表] 原位置繰返しプレッシャーメータ試験とそれを模擬した室内三軸試験 (2020)
  • 著者名/発表者名: 石井辰実，加村晃良，風間基樹
  • 学会等名: 土木学会東北支部技術研究発表会（令和元年度）
• [学会発表] 地表加速度記録のみを用いた地盤の液状化程度評価の試み－機械学習の適用と応答周波数の影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 藤丸大起，栗原強，加村晃良，風間基樹
  • 学会等名: 土木学会東北支部技術研究発表会（令和元年度）
• [学会発表] An experimental study of cyclic mobility and shear strain history depended on liquefaction of sense sandy ground using a shaking table, (2019)
  • 著者名/発表者名: K.Sato, I. Kato, M. Soejima, T. Kawai & M. Kazam
  • 学会等名: Earthquake Geotechnical Engineering for Protection and Development of Environment and Construction
  • 国際学会
• [学会発表] Proposal of torsional hollow cylindrical test data utilization methods for validation of liquefaction analysi (2019)
  • 著者名/発表者名: T. Kawai, M. Kazama, M.Tomita & J.Kim
  • 学会等名: Earthquake Geotechnical Engineering for Protection and Development of Environment and
  • 国際学会
• [学会発表] Comparative study of liquefaction and post-liquefaction properties of original and reconstituted soils of a hydraulic fill sampled from a specific reclaimed site (2019)
  • 著者名/発表者名: S. Addou, A. Kamura, M. Kazama & J.Kim
  • 学会等名: Earthquake Geotechnical Engineering for Protection and Development of Environment and Constructions
  • 国際学会
• [学会発表] 飽和地盤の地震時挙動解析の妥当性検証に向けて－密な礫質土で構成された盛土を有する護岸部地盤を対象とした検討－ (2019)
  • 著者名/発表者名: 神馬光健，河井正，風間基樹，野田利弘
  • 学会等名: 第54回地盤工学研究発表会講演集
• [学会発表] 飽和地盤の地震時挙動解析の妥当性検証に向けて－密な礫質土で構成された盛土を有する護岸部地盤を対象とした検討－ (2019)
  • 著者名/発表者名: 百間幸晴，河井正，風間基樹，野田利弘，山田正太郎
  • 学会等名: 第54回地盤工学研究発表会講演集
• [学会発表] スウェーデン式サウンディング試験結果の力学的意味 (2019)
  • 著者名/発表者名: 森友宏
  • 学会等名: 第54回地盤工学研究発表会講演集
• [学会発表] 液状化解析パラメータを決定するための室内要素試験 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松能 直登，齋藤和寿，仙頭紀明
  • 学会等名: 第54回地盤工学研究発表会講演集
• [学会発表] 構成則PM4Sandを用いた1993年釧路沖地震の一次元地震応答解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 齋藤和寿，仙頭紀明
  • 学会等名: 第54回地盤工学研究発表会講演集
• [学会発表] 水分特性曲線を利用した野外盛土の間隙径推測と劣化度評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 端本蓮，清原雄康
  • 学会等名: 第54回地盤工学研究発表会講演集
• [学会発表] 施工後14年経過した八戸しらす盛土の降雨時浸透挙動 (2019)
  • 著者名/発表者名: 清原雄康，端本蓮，木村匡伯
  • 学会等名: 第54回地盤工学研究発表会講演集
• [学会発表] Numerical Study on Liquefaction Caused by Love Wave Strain Condition by 3D Discrete Element Method (2019)
  • 著者名/発表者名: Jiang, M., Kamura, A., Kazama, M.
  • 学会等名: Geotechnics for Sustainable Infrastructure Development, Geotech Hanoi
  • 国際学会
• [学会発表] Machine learning scheme of the degree of liquefaction assessment only from the health monitoring device installed in individual wooden house (2019)
  • 著者名/発表者名: Go Kurihara, Akiyoshi Kamura, Tomohiro Mori
  • 学会等名: Geotechnics for Sustainable Infrastructure Development, Geotech Hanoi
  • 国際学会
• [学会発表] Earthquake Disaster Risk Reduction in Japan, -learned from two Great Earthquake for recent 30 years - (2019)
  • 著者名/発表者名: Motoki KAZAMA
  • 学会等名: EURASIAN RISK 2019 CONFERENCE
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Approach of Revival from Great East Japan Disaster in 2011 (2019)
  • 著者名/発表者名: Motoki KAZAMA
  • 学会等名: AGA PIANC （国際航路会議）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 液状化研究の課題-A Gap between Science and Engineering (2019)
  • 著者名/発表者名: 風間基樹
  • 学会等名: 日本地震工学会第14回年次大会
  • 招待講演
• [学会・シンポジウム開催] Earthquake Geotechnical Engineering for Protection and Development of Environment and Constructions (2019)