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軟弱地盤対策工法の１つである、「真空圧密工法」の実務の設計では，真空載荷による間隙水圧の減少分を荷重の増加分に置き換えて，Baronの解に基づく一次元圧密計算を簡易的に行うことが多い。しかし、負の過剰水圧を改良域に加えることにより発生する、真空圧密特有の改良域内向きの変形を考慮するためには，多次元での有限要素解析を実施することが望まれる。一方，多次元の有限要素解析では，メッシュを細かく分割して鉛直ドレーンを直接表現すると，膨大な要素数が必要となるため，鉛直ドレーンのピッチや透水性に応じた改良効果を，「巨視的」に表現する手段が必要となる。
本研究では、巨視的な鉛直ドレーンの表現方法として、(1)鉛直ドレーンを含む地盤のマスとしての透水性を逆解析的に表現する方法（マスパーミアビリティ法）、(2)改良域内部の個々の要素にドレーンの集水機能を持たせることで鉛直ドレーンの効果を表現する方法（マクロエレメント法）、(3)(2)の手法に、ドレーンの連続式を支配方程式に加えることで高機能化した、ドレーンの集・排水機能を具備したマクロエレメント法、の３手法に着目し、各手法を搭載した慣性力対応の水～土連成有限変形解析コードGEOASIA（名古屋大学地盤工学研究室が開発）による解析により、再現性能の比較を行った。この結果、(1)の手法では、改良域を貫く中間砂層が存在する場合に発生する、周辺地盤の水圧低下や、それに起因する周辺地盤の広域沈下を表現できないこと、(2)の手法では、真空圧密の影響を過大に評価する可能性があることを明らかにした。一方、新たに開発した(3)の手法は、鉛直ドレーン／真空圧密により改良された多層系地盤の、盛土載荷による圧密問題に対し、間隙水圧の変化や、法尻直下の水平変位量、周辺地盤の沈下まで、包括的に概ね精度良く再現でき、ドレーンピッチや中間砂層の影響を定量的に予測する有効な手段であることを示した。
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