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
【研究分野】地盤工学
【研究キーワード】
シルト / 地震 / 側方流動 / 模型実験 / 傾斜地盤 / 過剰間隙水圧 / 時間依存性 / タイヤチップスドレーン / 液状化 / 剛性劣化 / 排水履歴 / 側方変位 / 鉛直変位 / 対応策 / グラベルドレーン / シルト質土 / 剛性低下 / 変状低減
【研究成果の概要】
本研究では、地震時におけるシルト地盤の液状化及び側方流動のメカニズムを解明するために傾斜地盤を想定した模型試験を行ったまた、併せて砂地盤との比較も行なって考察を加え、シルト質土の液状化と液状化後挙動の変形特性を明らかにした.その結果、以下のようなことが明らかになった.
1.模型実験によるシルトの液状化特性
1)新たに開発した振動負荷型堆積装置(ホッパー)により、シルトの液状化挙動を調べるための必要な緩く均質な模型地盤を作製することが可能になった.
2)シルト地盤の液状化後の側方変位と鉛直変位は傾斜角の増加に伴い大きくなるが、その絶対量は砂に比べると小さい.
3)シルト地盤の液状化後の側方変位と鉛直変位は長期的に変化する特徴がある.この点が砂の液状化後挙動と異なる点である.
2.数値解析による検証
液状化前後の変形係数(剛性)の低下を関係づけることのできる間隙水圧モデルの定式化を行ない、これを取り入れ液状化後の変形予測FEMプログラムを構築した。また、これを用いた数値計算を行なって、実験結果と対応させたところ両者に良い一致が見られた.
3.シルトの液状化および液状化後変状に対する対応策
1)液状化および液状化後の変形の対応策としてタイヤチップスドレーン工法の効果を模型試験で検証した結果、(1)側方・鉛直変位量の低減に有効であること、また、(2)通常用いられているグラベルドレーン工法と同等の効果があることが確認できた.このことから、タイヤチップスドレーン工法は経済的な液状化対策工法であることが分った。
2)上記の数値解析によれば、グラベルドレーンを敷設したシルト地盤の側方変位の予測が可能となることが明らかになった。
【研究代表者】