地盤の側方流動の影響を考慮した耐震設計用入力の研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455213
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 濱田 政則 早稲田大学, 理工学部, 教授 (30164916)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 若松 加寿江 早稲田大学, 理工学総合研究センター, 研究員 (10132789)
• Keywords: 液状化 / 側方流動 / 護岸 / 兵庫県南部地震 / 新潟地震 / 粘性流体 / レイノルズ数

Research Abstract

本研究は、既往地震による事例の分析、液状化土の物性に関する実験および模型地盤による流動実験をもとに、液状化による地盤の水平変位のメカニズムを探り、変位量予測のための基礎的知見を提供したものである。本研究ではまず、1995年兵庫県南部地震および1964年新潟地震など既往地震による事例を用い、地盤の側方流動量に影響を与える諸要因の分析を行った。事例分析の結果、傾斜地盤における側方流動量には地表面勾配と液状化層厚が、また護岸の背後地盤における側方流動量には護岸の移動量と護岸と簡素句点の距離が大きな影響を与えていることが明らかにされた。
次に液状化土の特性に関する既往研究をレビューすることにより、流動中の液状化土はせん断ひずみ速度の増大とともに見かけ上の粘性係数が低下する非線型粘性流体としての挙動を示すが、加辰などの外乱が停止された状態では一定のせん断変形を受けた場合に固体的性質が回復することが示された。液状化土を非線型粘性流体とみなし液状化土の流動にレイノルズの相似則を適用した結果、流動速度は液状化層厚の1/2乗に、見かけ上の粘性係数は3/2乗に比例することが示された。相似則による結果は、本研究とは別途実施された重力場における液状化土の流動実験によって確認されている。以上の研究結果を総合化することにより、地表面勾配、液状化層厚およびN値をパラメータとした傾斜地盤の水平変位の予測式が導かれた。本予測式は既往地震で観測された側方流動量を1/2から2倍の精度で予測することが示された。

Research Products

• [Publications] 濱田 政則、若松 加寿江: "液状化による地震の水平変位の研究" 土木学会論文集第3部門(登載予定). 6月号. (1998)
• [Publications] 若松 加寿江、濱田 政則、川上 哲太朗: "液状化による地盤の側方流動のメカニズム(その1)-事例分析と液状化土の特性-" 第2回都市直下地震災害総合シンポジウム論文集. 257-260 (1997)
• [Publications] 濱田 政則、若松 加寿江: "液状化による地盤の側方流動のメカニズム(その2)-相似則と地盤変位量の予測-" 第2回都市直下地震災害総合シンポジウム論文集. 261-264 (1997)
• [Publications] M. Hamada, K. Wakamatsu, T. Ando: "Liquefaction-Induced Cround Deformation and Its Caused Demage During the 1995 Hyogoken-Nanbu Earthquake" Proceedings from the Sixth Japan-U.S. Workshop on Earthquake Resistant Design of Lifeline Facilities and Countermeasures Against Soil Liquefaction, National Center for Earthquake Engineering Research, Technical Report. NCEER-96-0012. 137-152 (1996)