シルト質土の繰返し劣化のメカニズムの解明と地震時変形予測と対応策への適用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350250
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 安原 一哉 茨城大学, 工学部, 教授 (20069826)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 研一 福岡大学, 工学部, 助教授 (20235336) ; 村上 哲 茨城大学, 工学部, 助手 (10261744) ; 小峯 秀雄 茨城大学, 工学部, 助教授 (90334010) ; 後藤 茂 清水建設, 技術研究所, 主任研究員 ; 堀内 澄夫 清水建設, 技術研究所, 主任研究員
• Keywords: シルト質土 / 液状化 / 側方流動 / 剛性低下 / グラベルドレーン / 変状低減

Research Abstract

シルト質土の課題の解決と対応に関する提案を行う前に、飽和砂の地震後側方流動のメカニズム解明と側方流動による地盤と構造物の変状の低減方法の妥当性を検証するための模型実験を行った。また、模型実験の正しい解釈を行うとともに、現位置における具体的な変状低減対策の設計施工方法を提案した。本年度に得られた成果は以下のとおりである。
1)まず、地震時のような繰返し荷重を受ける飽和砂の液状化と液状化後挙動に及ぼす初期せん断と主応力反転の影響を調べた。その結果、主応力の反転(今回は圧縮から伸長への反転)が液状化後の側方流動を引き起こす剛性劣化に顕著な影響を及ぼすことが判明した。なお、伸張側から圧縮側への反転の影響については、次年度以降に検討をする予定である。
2)傾斜した飽和砂地盤の地震時における側方流動のメカニズムと対応策を考えるために、打撃による衝撃荷重を作用させることのできる模型土槽を作成した。これによって、特に、グラベル・ドレーンを打設した砂地盤と打設していない砂地盤の挙動を比較した結果、グレベルドレーン打設地盤のほうが著しく側方流動が抑制されていることがわかった。これから、グラベル・ドレーンが飽和砂地盤の側方流動の低減に有効であることが判明した。
3)模型実験結果に基づいて、飽和砂地盤の地震後に生じる側方流動低減のために施工されるグラベル・ドレーンの設計方法を提案した。
次年度は、シルト質土の側方流動のメカニズム、予測および対応策に関する要素試験(三軸試験、単純せん断試験)と模型実験を実施したい。

Research Products

• [Publications] 海野, 安原, 村上, 小峯: "砂と非塑性シルトの液状化後の剛性回復特性"土木学会年次学術講演会講演集. 2001-2002 (2002)
• [Publications] 海野, 安原, 村上, 小峯: "非塑性シルトと砂の繰返履歴による剛性劣化特性の比較"地盤工学会講演発表論文集. 1159-1160 (2002)
• [Publications] 海野, 安原, 村上, 小峯: "砂の液状化後の圧縮・伸張せん断挙動"茨城大学工学部 研究集報. 第50巻. 1-8 (2003)