動土質研究室
●平成11年度に実施した調査・試験・研究の成果概要 | ＜耐震技術研究センター＞ |
動土質研究室
●平成11年度に実施した調査・試験・研究の成果概要
研究期間：平11〜平14
担当者 ：松尾修、中村伸也
兵庫県南部地震以降、道路橋示方書等様々な指針で液状化判定法の大幅な見直しがなされた。しかしながら、これらの改訂内容は暫定的な部分も多く、液状化対象となる砂層の分類や砂の抵抗・粘りの評価も不十分であると思われる。そのため、本研究では液状化判定法の合理化を目的として様々な角度から液状化現象の検討を行うものとする。平成11年度は、ボーリング位置、柱状図、土質試験結果が備わった信頼性の高いボーリング資料の収集を行うことを主眼として実施した。また、収集したデータを用いて換算N値のみを指標とした地震時最大せん断応力比のプロットを行ったところ、液状化した箇所としなかった箇所の分離は明確にはできなかった。
研究期間：平10〜平12
担当者 ：松尾、佐々木、斉藤
過去の地震の際、山岳部の沢部を横断する盛土が大規模に崩壊する事例が多く見られた。盛土の一部が浸透水で飽和していることが原因と考えられる。本研究は、このような山岳盛土の大規模崩壊の発生メカニズムおよび支配要因を解明し、災害防止のための知見を得ることを目的とするものである。そこで11年度は、単純斜面模型を用いた動的遠心模型実験および単調載荷中空ねじりせん断試験を行った。遠心実験の結果、地盤の傾斜が緩い場合には十分な加振波数を与えても変形は加振中のみに限定されること、今回の模型ではシルト層を敷いても変形には影響しなかったことなどがわかった。また、ねじりせん断試験の結果から、実験に用いた材料の強度は密度と初期せん断応力に影響されることがわかった。
研究期間：平11〜平13
担当者 ：松尾修、中村伸也
本研究は、多国間型国際共同研究「アジア・太平洋地域に適した地震・津波災害軽減技術の開発とその体系化に関する研究」のうち「地盤災害の抑止技術の開発」のために、液状化予測法の開発、経済性・耐震性の高い盛土等の補強技術の開発を行うものである。11年度は、液状化に関するデータ及び盛土等土構造物の被害事例の収集を行った。その結果、換算N値のみを指標とした液状化の判定は十分でないこと、山岳地で重力式擁壁を構築する場合は、支持力を正当に評価し適切に補強する、ブロック式や巻き込み式など壁面応力や定着部に対して十分な設計がなされていない補強土壁は、壁面部に対する耐震設計を行う必要があること等が分かった。
研究期間：平９〜平13
担当者 ：松尾修、佐々木哲也、田本修一
下水道施設は過去の地震において液状化による被害を受けてきた。本調査では下水道管渠施設の合理的な液状化対策について検討してきた。11年度は管渠の液状化被害を防止するために必要な埋戻し締固め管理基準の提案を目的として、実際に下水道管渠の埋戻しに用いられている埋戻し材の液状化試験を行い、その液状化抵抗特性を調べた。また、処理場施設の地震時液状化による浮上がり被害防止対策の１つとして、矢板締切り工法の効果の把握、および設計法の構築を目的とした動的遠心模型実験を行った。その結果、埋戻し材については、各種材料の締固め度と液状化強度の関係を把握することができ、所要締固め度に関する基礎的知見を得た。矢板締切り工法については、矢板の曲げ剛性に応じて地震時土圧を低減できること、より合理的な設計のためには構造物、地下水位以上の地盤の抵抗、矢板の慣性力を考慮する必要があることがわかった。
研究期間：平９〜平13
担当者 ：松尾、中村、斉藤
兵庫県南部地震を受けて各種土木構造物の耐震設計法の見直しが行われているが、土留構造物においても大規模地震時における耐震性の評価が課題となっている。本課題は、動的遠心模型実験を用いて、大規模地震時における従来型擁壁の挙動および作用する外力を明らかにすることにより、大規模地震時における従来型擁壁の合理的な耐震設計法を提案することを目的とする。11年度は、重力式擁壁の動的遠心模型実験を行い、擁壁に作用する慣性力、背面土圧について分析を行った。その結果、現行設計法に関して、背面土圧合力の作用位置の修正及び土圧の低減により、大規模地震時の重力式擁壁の合理的な耐震設計法を提案できる可能性が示唆された。
研究期間：平10〜平13
担当者 ：松尾、佐々木
地中構造物の地震時液状化による浮上がり被害防止対策の１つとして、矢板締切り工法がある。地中構造物の浮上がりは地中構造物直下地盤と周辺地盤の上載圧の差により周辺の土が地中構造物底面に回り込むことにより生じるが、この工法は、液状化した砂の回り込みを防ぐことで浮上がりを防止しようとする工法である。11年度は、地中構造物の浮上がり対策としての矢板締切り工法の適用性について動的遠心模型実験を行うとともに、設計法の検討を行った。その結果、液状化層が厚いほど、また矢板と構造物の間隔が広いほど浮上がり量は大きくなること、ある程度矢板が降伏しても対策効果は保たれる可能性があること、を明らかにした。
研究期間：平10〜平14
担当者 ：松尾、岡村
長大橋梁基礎の経済的な設計のために、大規模地震時を想定したより合理的な設計法を確立する必要がある。11年度は動的遠心模型実験を対象とし、地震応答解析とひずみ軟化法を組み合わせた方法による基礎の地震時沈下量解析を行い、実験結果と解析結果とを比較することにより解析法の妥当性を検討した。その結果、基礎の静的支持力安全率が５程度と大きく、地震による地盤の破壊が生じない場合には、同解析法により地震による残留沈下量を比較的精度良く予測することが明らかとなった。
研究期間：平７〜平11
担当者 ：松尾、岡村、田本
堤防の液状化対策工の一つである固化改良について、簡便な動的解析法による固化改良体の変位予測手法を試作した。１１年は１０年に開発した手法にマクロエレメント法を組み合わせることにより固化体回転角の予測精度の向上を図った。この方法の妥当性を確認するために、遠心模型実験を対象とした予測を行い、解析結果と実験結果を比較した。その結果、固化体の水平変位、回転角共に比較的良く一致し、同解析手法を用いることによりある程度の精度で沈下量評価を評価できる可能性が確認された。
研究期間：平11〜平13
担当者 ：松尾修、中村伸也、斉藤由紀子
土質地盤を基礎とするアースダムは、ロックフィルダムのような地震動に対する安定性が未だ明確にされていない。そのため、本研究は、大規模地震に対しても安全にアースダムを設計する手法の提案を行うことを目的として基礎地盤および堤体材料の動的特性について検討を行うものである。11年度研究では、堤体の地震時挙動を明らかにするため、十分な強度を有する基礎地盤におけるアースダム模型の遠心力実験を行った。実験結果より、地盤条件が良好なダムサイトであれば、アースダムはレベル２地震動に対しても壊滅的な被害を被ることは無いこと、施工にあたっては締固め度を適切に管理する必要があることが分かった。
研究期間：平11
担当者 ：松尾、岡村、田本
地盤の液状化による堤防沈下対策工法の一つである法先固化改良工法の効果を調べることを目的とし、一連の動的遠心模型実験を行った。実験では固化改良幅、改良深さ、地盤条件、入力地震動レベルを変えた実験を行い、これらの影響を調べた。その結果、固化改良域の幅と深さを増加されることにより固化体の水平変位は減少する。特に固化体支持層の過剰間隙水圧が低く、支持層の強度が低下しない場合には対策の効果が大きい。また、盛土の沈下予測のためには、固化体の水平変位だけではなく盛土直下地盤の体積圧縮量を考慮する必要があることが明らかになった。
研究期間：平11
担当者 ：松尾、佐々木
平成9年度に実施された落石に関する実態調査から、現行落石対策便覧の発生落石エネルギー評価式は過大評価している傾向が見られた。落石外力予測手法の１つとして、落石シミュレーションがある。しかしながら、落石シミュレーションの適用性、及びパラメータ設定法等の運用上の問題については未解明な点が多い。そこで、11年度は既往の落石実験結果を対象として落石シミュレーションを行い、落石外力予測手法としての落石シミュレーションの適用性、パラメータの設定手法を検討した。
研究期間：平11
担当者 ：松尾、佐々木
地中構造物の地震時液状化による浮上がり被害防止対策の１つとして、矢板締切り工法がある。地中構造物の浮上がりは地中構造物直下地盤と周辺地盤の上載圧の差により周辺の土が地中構造物底面に回り込むことにより生じるが、この工法は、液状化した砂の回り込みを防ぐことで浮上がりを防止しようとする工法である。11年度は、地中構造物の浮上がり対策としての矢板締切り工法の適用性について動的遠心模型実験を行うとともに、設計法の検討を行った。その結果、液状化層が厚いほど、また矢板と構造物の間隔が広いほど浮上がり量は大きくなること、矢板の曲げ剛性に応じて設計地震時土圧を低減できること、より合理的な設計には、構造物、地下水位以上の地盤の抵抗、矢板の慣性力を考慮する必要があること、を明らかにした。