一般社団法人 geoasia (ジオアジア) 研究所

2015年

平成19年度能登半島地震における盛土崩壊の解析

2007年能登半島地震において、宅地盛土や道路盛土の崩壊が多く発生し、地域住民に甚大な被害を与えた。盛土崩壊は地震中にすべて生じるのではなく、地震中は安定を保ちながらも地震後に時間遅れで生じた崩壊が、特に傾斜地盤上の盛土で報告されている。
そこで、崩壊現場から採取した土試料の力学試験結果をもとに、材料定数などの各種パラメータを同定した後、盛土崩壊挙動を数値解析的に再現するとともに、盛土崩壊メカニズムを調べた。

サンドコンパクションパイル(SCP)改良地盤の地震応答解析

未改良中間土地盤とSCP打設による改良地盤の地震時挙動の比較解析を実施した。平面ひずみ条件ではあるが、砂杭打設時の周辺地盤の密度増加と砂杭への応力集中が寄与して、改良地盤は未処理地盤に比べて圧倒的に変形量が小さくなることがわかり、SCP改良効果が明らかとなった。


遠心力載荷模型実験による地盤~盛土連成系挙動の解析

地震による盛土被害は数多く報告されているが、盛土や地盤の状態によって被害形態は様々である。そこで、地盤および盛土の堅さ(密度)の違いによる地震中/地震後の変形挙動を数値解析的に調べた。
その結果、①地盤も盛土も堅いと、地震中も地震後も変形量は小さく安定を保つ、②地盤は堅いが盛土が柔らかいと、盛土に変形が集中し、外側へ大きく膨らんでしまう、③盛土は堅いが地盤が柔らかいと、地震中は安定を保つものの、地震後に円弧滑り破壊を生じる、様子を示した。

  1. Noda, A., Nakai, K. and Asaoka, A. (2008): Consolidation of clay and compaction/liquefaction of sand - A structure theoretic approach -, Theoretical and Applied Mechanics JAPAN, Vol.57, pp.41-47.




改良体を有する液状化地盤の3次元解析

深層混合処理工法を用いた壁で四角に囲った改良体を離散的に配置した場合の砂質地盤の地震中および地震後挙動について、3次元解析を実施した。
改良ブロック体を配置した地盤部では、地震中の過剰間隙水圧の上昇が抑えられるとともに、その消散が早く、離散的に設置した場合についてもある程度の沈下抑制効果があることが明らかとなった。


軟弱地盤上の仮設構造物の地震時安定性評価

砂と粘土の互層からなる軟弱な水平堆積地盤上に設置された仮設構造物の地震時安定性を調べた。
解析結果から、①仮設構造物のように不安定な構造物は、(大地震の場合には)砂層の液状化が原因となって転倒する危険性が高くなること、②転倒防止策としては、高さを低く、幅を広くすることが考えられるが、構造物自身の幅を広げなくても、敷設板の設置が有効であること、などが明らかとなった。


「変形を通じて破壊へ」遷移する様子

古典的な支持力問題を取り上げ、変形と破壊を別の事象と見るのではなく、破壊を変形の延長線上に位置付けて解析を実施した。
①基礎部の変位制御載荷に伴う明瞭な円弧滑り線が次第に発現される様子や、荷重が低下(荷重軟化)する現象が再現され、②土の状態や初期不整、載荷部の摩擦の有無など、初期条件の違いが、極限荷重や破壊形態に影響があることを明らかにした。

  1. Noda,T., Asaoka, A. and Yamda, S. (2007): Some bearing capacity characteristics of a structured naturally deposited clay soil. Soils & Foundations, Vol.47, No.2, pp.285-301.
    平成19年度地盤工学会論文賞受賞論文




解析結果のご紹介



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