第 13 回日本地震工学シンポジウム（2010）
礫を含む中間土の液状化特性
Liquefaction characteristic of intermediate soil including gravel
原 忠
1)、豊田浩史
2)、高田晋
3)、中村公一
4)Tadashi HARA
1, Hirofumi TOYOTA
2, Susumu TAKADA
3, Kouichi NAKAMURA
41) 高知大学教育研究部自然科学系農学部門、准教授 工博
1 Associate professor, Kochi University, Dr. Eng.
e-mail : [email protected]
2) 長岡技術科学大学工学部 環境・建設系、准教授 工博
2 Associate Professor, Nagaoka University of Technology, Dr. Eng.
e-mail : [email protected]
3) 長岡技術科学大学工学部、大学院工学研究科
3 Graduate student, Nagaoka University of Technology
4) 鳥取大学工学部 土木工学科、助教 工博
4 Assistant Professor, Tottori University, Dr. Eng.
ABSTRACT: Liquefaction potential evaluation is one of the most important issues in the
seismic design of structures. Although a lot of research on liquefaction characteristics of sands has been carried out so far, well-graded gravelly soil has not been investigated so much in terms of liquefaction. In this research, in-situ investigations and laboratory tests were performed in order to clarify the effect of fines and relative density on liquefaction characteristics of intermediate soil including gravel.
キーワード： 液状化、中間土、礫、細粒分、原位置試験、三軸試験 1. はじめに 近年、砂質土を対象としてきた地震時の動的問題が、従来の均等係数の小さい砂のみから砂礫や非塑 性な細粒分を多く含む土質まで広がりつつある。兵庫県南部地震（1995 年）では、ポートアイランドな どの埋立地において、従来液状化しにくいと考えられてきた礫分を30～60%と多く含みシルト分までの 広範囲な粒度分布を有するまさ土が液状化し、多くの構造物に甚大な被害を与えた 1)。礫質土の液状化 は、米国ボラーピーク地震（1987 年）での河床堆積礫2)や北海道南西沖地震（1993 年）の岩屑なだれ礫3) でも確認されている。埋立地盤に限らず、堆積年代の若い沖積地盤は砂や礫、シルトなどの粒径が大き く異なる土粒子が混合する土質が点在しており、粒度分布の広い土質は強度定数の判断や液状化判定に 苦慮するケースが多い。近年では、資源の有効活用の観点から、膨張性やスレーキング性を有する低品 質な粗粒土や粒径の大きい解体ガラ、産業廃棄物を埋立材料として積極的に利用する動き4)が見られる。 このような背景から、礫や細粒分を含む土質の液状化特性の解明は重要な課題のひとつと言える。 礫分が液状化強度に及ぼす影響を調べた事例は、礫分含有率や粒度組成、相対密度などに着目した研 究5),6),7)が報告されているが、均等係数の小さい砂質土に比べ未解明な部分が多い。一方、細粒分が砂質 土の液状化強度に及ぼす影響を調べた事例は、塑性指数に着目した研究 8)、シルト分含有量に着目した 研究9)、粘土分含有率に着目した研究10)など数多く報告され、現在までに細粒分の量やそれに含まれる 粘土の種類、塑性の有無が砂質土の液状化特性に影響を及ぼすことが明らかにされている。
本研究では、礫や細粒分を多く含む中間土を対象に、中間土で埋立てられた実地盤の原位置試験を行 い、貫入抵抗値やせん断波速度を求める。さらに、埋立に用いられた試料の室内試験を行い、物理特性 や液状化強度、液状化後の変形特性を調べる。これらの一連の実験により、礫を含む中間土の液状化特 性を考察する。 和歌山県 2. 調査地点の概要 礫を含む中間土の埋立地盤の例として、和歌山県有田郡 広川町広湾に立地する埋立地を調査地点に選定した。図 1 に対象地点の全景を示す。当該地は広川町の広川河口部に 位置し、東西約250m、南北約 500ｍの広さを有する。埋立 地は南北で土地利用形態が異なり、北側は町役場、町民体 育館、健康福祉センター、町民多目的広場などの公共施設 に、南側は主として分譲住宅地に利用されている。埋立地 の東側には安政南海地震での津波被害を契機に濱口梧陵ら により築造された広村堤防が立地し、埋立地盤の周囲は重 力式護岸で囲われている。 対象地点 N 健康福祉ｾﾝﾀｰ 埋立ては、近隣の広川町風力発電所建設時の切り取り材 料や湯浅御坊道路建設時のトンネル掘削残土を主な材料と して1993 年に着工し、1995 年に完成した。掘 削土は有田川流域より南側に分布する中世層の 砂岩および泥岩で、母岩は地下水の影響を受け 風化が進んでいる。 図2に広川町役場に隣接する健康福祉センタ ー建設時に行ったボーリング調査により推定さ れた地質断面図11)を、図1中のA-A’断面につい て示す。これによれば、埋立層（FL）はG.L.-4.75m 付近までほぼ水平に広がり、それ以深は砂岩層 （Ss）に到達するまで沖積砂層（As）、粘土層（Ac）、 砂礫層（Ag）が西側に傾斜しながら互層に堆積 している。図2中には標準貫入試験により得られ た深度とN値との関係を併せて示している。埋 立層のN値は、礫当たりの影響を受け50以上の 結果が見られるが、全体的には礫を含む粒度分 布の良い地盤であるにもかかわらず、N=3～10 程度の低い値を示している。 3. 礫を含む中間土で埋立てられた地盤の原位置試験 対象地点の深さ方向の軟硬を面的に調べるため、原位置にてスウェーデン式サウンディング試験（以 下、SWS 試験と称する）および表面波探査試験（以下、RWI 試験と称する）を行った。図 3 は埋立地盤 の平面図と原位置試験実施地点を示したものである。SWS 試験は護岸に近接した町民多目的広場付近を 中心に行い、RWI 試験はそれを包括する東西、南北方向の 5 測線を設定した。 図4 に SWS 試験結果の一例を深度と N 値の関係で示す12)。ここでのN 値は、稲田13)により提案され た礫・砂・砂質土を対象とした換算式により求めている。図中の柱状図は、貫入過程で発生する貫入音 やロッドに伝わる感触、ロッドやスクリューポイントに付着した土などから推定したもので、地下水位 は金尺による貫入試験後の調査孔からの複数回の水位測定記録の平均値（G.L.-2.6m）で示している。貫 埋立地 広川 住宅地 広川町役場 広湾 約 250m 約 500m A A’ 図 1 調査地点の全景（和歌山県広川町） -4m FL As Ac A gb Ag1 Ag2 Ss-Ms Ss G.L.0m -14m -24m 埋 土 層 砂 質 土 層 粘 性 土 層 玉石混じり砂礫層 第 1 砂礫層（As：挟み砂層） 第 2 砂礫層（Ac：挟み粘土層） 砂 岩 ・ 泥 岩 互 層 砂 岩 層 第四紀 沖積世 （沖積層） 中生代 白亜紀 （秩父黒帯中帯） 凡 例 A 0 N 値 A’ 30 60 N 値 0 30 60 図 2 埋立地盤の地質断面図（文献11）に加筆）
：礫混じり砂 ：砂礫 0 2 4 6 8 10 -20 -10 0 10 20 30 40 50 深さ D (m ) 換算N値 測点No.9 図 4 SWS 試験結果の一例（測点 No.9） 図 3 原位置試験実施地点 0 100 (m) 1 2 3 4 6 9 5 8 7 11 10 12 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● RWI-2 RWI-4 RWI-1 RWI-3e RWI-3w RWI-5 ●：SWS 試験（数字は測点番号） ：RWI 試験（数字は測線番号） 入抵抗値は、G.L.-1.95m 付 近までは地表面の敷きなら しに用いた砂礫に貫入ロッ ドが当たり、N=10～50 の間 で大きく変動している。そ れに対し、G.L.-1.95m 以深 では N=3～6 の極めて緩い 自沈層が連続して分布し、 G.L.-4.5m 以深では再び N 値が急増している。図2 の 標準貫入結果と比較した場 合、調査地点や試験方法は 異なるが、SWS 試験結果と 同様にG.L.-2m～-4.5m 付近まで N=11 程度の軟弱な埋立層が確認される。 1 程度の軟弱な埋立層が確認される。 図5 に RWI 試験結果で得られた表面波探査構造断面の一例を、測線 RWI-3w について示す。Vsの大小 より想定される地盤の軟硬と深度との関係は、図2 や図中の N 値の分布と良く対応している。すなわち、 地表面付近では Vs=260m/sec 以上の硬質な地盤がほぼ水平に分布するが、G.L.-2.5m 以深の埋立層では、 兵庫県南部地震で液状化した埋立まさ土のS 波速度の平均値14),15)とほぼ同程度のV s=200～220m/sec の速 度の低い軟弱層がほぼ一様に堆積している。G.L.-4.5m 以深では、深度の増加とともに Vsは明瞭な増加 傾向を示している。図示してはいないが、測線RWI-5 では Vs=160～200m/sec の軟弱層が G.L.-2.5m～4.5m 付近にほぼ水平することを探査断面より確認している。 図5 に RWI 試験結果で得られた表面波探査構造断面の一例を、測線 RWI-3w について示す。Vsの大小 より想定される地盤の軟硬と深度との関係は、図2 や図中の N 値の分布と良く対応している。すなわち、 地表面付近では Vs=260m/sec 以上の硬質な地盤がほぼ水平に分布するが、G.L.-2.5m 以深の埋立層では、 兵庫県南部地震で液状化した埋立まさ土のS 波速度の平均値14),15)とほぼ同程度のV s=200～220m/sec の速 度の低い軟弱層がほぼ一様に堆積している。G.L.-4.5m 以深では、深度の増加とともに Vsは明瞭な増加 傾向を示している。図示してはいないが、測線RWI-5 では Vs=160～200m/sec の軟弱層が G.L.-2.5m～4.5m 付近にほぼ水平することを探査断面より確認している。 以上の原位置試験結果をまとめると、広川土の埋立層はN 値が 5 程度の軟弱層が G.L.-2m～-4.5m 付近 まで分布し、そのS 波速度は 200～220m/sec である。Kokusho・Yoshida の研究16)によれば、液状化が生 じた礫質土のN 値は 5～10 程度、S 波速度は 60～200m/sec 程度とされている。原位置試験結果のみから 判断すれば、定性的には対象地点は液状化が生じる可能性が高い地盤であると言える。 以上の原位置試験結果をまとめると、広川土の埋立層はN 値が 5 程度の軟弱層が G.L.-2m～-4.5m 付近 まで分布し、そのS 波速度は 200～220m/sec である。Kokusho・Yoshida の研究16)によれば、液状化が生 じた礫質土のN 値は 5～10 程度、S 波速度は 60～200m/sec 程度とされている。原位置試験結果のみから 判断すれば、定性的には対象地点は液状化が生じる可能性が高い地盤であると言える。 20 15 10 5 0 (m) 深 度 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 (m) 距 離 程 2 4 0 (m/sec) S波速度 140.0 180.0 220.0 260.0 300.0 340.0 360.0 0 15 30 45 2 4 0 2 6 0 2 8 0 3 0 0 3 2 0 2 2 0 2 2 0 2 6 0 2 8 0 0 15 30 45 0 153045
SWS(No.9) SWS(No.8) SWS(No.7)
N値柱状図
3 0 0
4. 礫を含む中間土の室内試験 4.1 物理試験 試験試料は、実際の埋立てに用いられた最大粒径が 26.5mm の礫を含む中間土（以下、広川土と称する） で、細粒分の固結による団粒化を防ぐため、材料仮置 き場より撹乱採取したのち1 週間程度天日乾燥した。 図6 に埋立土の粒径加積曲線を示す。試料の粒度組成 にはある程度の幅がみられ、細粒分含有率 Fcは 0～ 50%、礫分含有率 20～70%と計算される。目開き 0.425mm ふるい通過した広川土の塑性指数 Ipは17 で、 試料にはある程度の塑性分が含まれる。粗粒材の比 重・吸水率試験（JIS A 1110）で求めた粒径が 2mm 以 上の礫粒子の吸水率はQ=12～20%と大きく、多孔質で 風化度が高い特性を示している。岩のスレーキング率 試験方法（JHS 110-2006）により求めた礫粒子のスレ ーキング率 Rsは 40%~70%12)と計算され、粒子径の小 さい礫ほどスレーキング性に富み、乾湿繰返しにより 細粒化する可能性が大きいことが分かる。 図7 は礫の最小密度・最大密度試験より得られた広 川土の最小・最大密度を、細粒分含有率との関係で示 したものである。同図中には、堅硬な河床砂礫に異な る細粒分加えた室内調整試料17)や兵庫県南部地震後に 不撹乱採取したまさ土18）の同様な関係を併せて示す。 ここでのプロットは、最小密度試験については10 回、 最大密度試験については5 回の結果の平均値であり、細粒分含有率は図 6 の粒径加積曲線の中間的な値 で示している。これより、広川土の最小・最大密度は、細粒分含有率の違いによらず均等係数の大きい 河床砂礫や粒子破砕性の大きいまさ土に比べて小さい値を示すことが分かる。 0 20 40 60 80 100 0.001 0.01 0.1 1 10 100 通 過質量 百分率 (% ) 粒 径 (mm) 広川土（Dmax=26.5mm） Uc=10.3～142.5 図 6 広川土の粒径加積曲線 1 1.5 2 2.5 3 0 10 20 30 40 広川土（本研究） 河床砂礫+成田砂細粒分（文献17） 河床砂礫+まさ土細粒分（文献17） ﾎﾟｰﾄｱｲﾗﾝﾄﾞまさ土（文献18） 東灘まさ土（文献18） 最小 ・最 大密 度 (g/cm 3) 細粒分含有率 Fc (%) ﾎﾟｰﾄｱｲﾗﾝﾄﾞまさ土 東灘まさ土 最大密度 最小密度 図 7 広川土の最小・最大密度試験結果 4.2 液状化特性 広川土の液状化特性や液状化後の変形性に及ぼす相対 密度や細粒分含有率の影響を調べるため、室内繰返し三 軸試験機による系統的な実験を行った17)。図8 に試験試 料の粒径加積曲線を、表1 に試験試料の物理特性をそれ ぞれ示す。試料は図6 に示した現地土のほぼ中間的な粒 度組成になるよう室内調整した試料（以下、広川土A と 称する）と、広川土 A の細粒分を目開き 0.075mm ふる いで水洗いし、細粒分を除去した試料（以下、試料B と 称する）の2 種類を用いた。 供試体は粒子分級による影響を最小限に抑えるため、 別途用意した容器内で試料を 5%程度の含水比になるよ う 調 整 し た 後 、 直 径 49mm のランマにてモ ールド内で一定に締固 めるウエットタンピン グ法により作成した。 各試料とも圧密後供試 表 1 試験試料の物理特性
試料名 ρs (g/cm3) ρdmin(g/cm3) ρdmax(g/cm3) emax emin Ip D50 Uc
広川土A 2.736 1.758 1.263 1.166 0.556 17 1.03 91.1 広川土B 2.686 1.289 1.765 1.084 0.522 NP 2.02 23.8 0 20 40 60 80 100 0.001 0.01 0.1 1 10 100 通 過質量 百分 率 (% ) 粒 径 (mm) 広川土A（Fc=18%, Uc=91.1) 広川土B（Fc=0%, Uc=23.8） 図 8 試験試料の粒径加積曲線
-10 -5 0 5 10 0 50 100 150 軸ひ ず み εa (% ) 時 間 (sec) Dr=50%，σc'=49 kPa 広川土Ａ 室内調整試料 ウエットタンピング法 -10 -5 0 5 10 0 50 100 150 200 軸ひ ず み εa (% ) 時 間 (sec) Dr=48%，σc'=49 kPa 広川土B 室内調整試料 ウエットタンピング法 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 50 100 150 Δ u / σc ' 時 間 (sec) Dr=50%，σc'=49 kPa 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 50 100 150 200 Δ u /σ c ' 時 間 (sec) Dr=48%，σc'=49 kPa (a) 広川土 A（Dr=50%） (b)広川土 B（Dr=48%） 図 9 繰返し非排水三軸試験の時刻歴の例（Dr≒50%供試体） 体の相対密度が Dr≒40%、 50%、60%になるよう作成 時の試料投入量を調整した。 各供試体とも背圧は 98kPa とし、間隙圧係数B が 0.96 以上であることを確認した 後、埋立層の有効土被り圧 にほぼ等しい有効拘束圧 σc’=49kPa で等方圧密した。 圧密時間は1 時間程度とし たが、この時間内で排水量 が完全に落ち着くことを確 認した。広川土A の一部については、液状化特性に及ぼす過圧密効果を確認するため、所定の圧密応力 で先行圧密した後に排水除荷しOCR=3.0 の過圧密供試体を作製した。 -30 -20 -10 0 10 20 30 0 20 40 60 -40 -20 0 20 40 0 20 40 平均有効主応力 p' （kN/m2） 偏差 応力 q （ kN / m 2） 液状化試験は0.1Hz の正弦波軸応力を非排水条件で加え、両振幅軸ひずみ DA が 5%に到達するまで繰 返し載荷した。なお、供試体側面の平滑度は全体的によく、メンブレン貫入補正の影響は小さいと判断 した19)。 図9 は繰返し非排水三軸試験により得られた軸ひずみ・過剰間隙水圧比の時刻歴の一例を、Dr≒50% 供試体について示したものである。図9(a)の広川土 A では、繰返しせん断に伴い載荷初期から過剰間隙 水圧が蓄積され、繰返し回数の増加とともに軸ひずみεaが緩やかに増加するが、両振幅軸ひずみDA が 5%に達した後も過剰間隙水圧比Δu/σc’は1 に達しない。それに対し、図 9(b)の広川土 B では、過剰間 隙水圧は載荷初期で急激に増加し、繰返し回数の増加と共に軸ひずみが大きくなっている。過剰間隙水 圧比は、両振幅軸ひずみDA がほぼ 2%に達した時点で 0.8 を超え、DA=5%で 1 に達する。図 10 は図 9 の試験結果を有効応力経路で示したものである。広川土A は繰返し回数の増加と共に平均有効主応力が 低下する緩い砂質土に類似の挙動を示すのに対し、広川土B は変相線到達後の有効応力の低下が抑制さ れ、密な試料に見られるサイクリックモビリティーの挙動を示している。 図11、12 は一連の繰返し非排水三軸試験結果を、ネッキングの影響の軽微な両振幅軸ひずみ DA が 2％ に達した時の繰返し応力比 σd/2σc’とNcの関係でまとめたものである。広川土A は塑性指数で判断した 場合、道路橋示方書 20)で示された液状化の判定を行う必要のある土質条件の範囲外の試料ではあるが、 Nc=20 で定義された液状化強度 RL20はDrの違いによらずRL20=0.17 程度の低い値を示している。それに 平均有効主応力 p' （kN/m2） 偏差 応力 q （ kN / m 2） 広川土Ａ 室内調整試料 Dr=50%，σc'=49 kPa 60 Dr=48%，σc'=49 kPa 広川土B 室内調整試料 図 10 有効応力経路の例（Dr≒50%供試体）
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.1 1 10 100 1000 繰返し載荷回数 Nc (DA=2%) 繰返し 応力比 σd /2 σc ' 広川土A（Fc=18%, Dr=34-42%) 広川土A（Fc=18%, Dr=47-53%) 広川土A（Fc=18%, Dr=54-67%) 広川土B（Fc=0%, Dr=37-42%) 広川土B（Fc=0%, Dr=48-52%) 広川土B（Fc=0%, Dr=55-57%) 河床砂礫(Dr=50%, Fc=0%, 文献6） 河床砂礫(Dr=60%, Fc=0%, 文献6） 広川土A 広川土B 広川土 室内調整試料 ウエットタンピング法 σc'=49 kPa 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.1 1 10 100 1000 繰返し載荷回数 Nc (DA=2%) 繰返し 応力比 σ d /2 σ c ' 広川土A（OCR=1.0, Fc=18%, Dr=54-67%) 広川土B（OCR=1.0, Fc=0%, Dr=55-57%) 広川土A（OCR=3.0, Fc=18%, Dr=47-53%） 河床砂（Dr=59-60%, 文献6） 河床砂礫(Dr=59-60%, 文献6） PIまさ土不撹乱試料（Dr=58-66%, 文献18） 広川土 A (OCR=3.0) 広川土 B (OCR=1.0) 広川土 室内調整試料 ウエットタンピング法 σc ' =49 kPa 広川土 A (OCR=1.0) 図 11 液状化強度曲線 図 12 液状化強度曲線（Dr≒60％供試体） 対し、広川土B は Dr≒40%供試体の液状化強度 は広川土A に類似するが、全体的には相対密度 の増加に伴い液状化強度が大きくなる。同図中 には同程度の相対密度を有する河床砂・砂礫、 ポートアイランドまさ土不撹乱試料より得られ た同様な関係 6),18)を併せて示している。R L20で 比較した場合、広川土A が同程度の相対密度を 有する供試体に比べ低い値を示すのに対し、広 川土B は細粒分の除去により砂や礫粒子のかみ 合わせが発揮され、既往の研究事例にほぼ等し い値が得られている。一方、図12 に示す圧密後 の Drが 60％の供試体同士で比較した場合、過 圧密履歴を与えた広川土 A の液状化強度は OCR=1.0 の広川土に比べ、細粒分を含む試料で あっても砂質土21)と同様に大幅に増加している。 図 12 は Dr≒50%供試体の液状化試験後の再圧 密試験結果の平均値を、有効拘束圧σc′が 49kPa に達した時点での体積ひずみεvで示し たものである。ここでの体積ひずみは，DA が 5%に到達した時点で直ちに載荷を停止し、再び 排水状態に戻した時点でのビューレットの排水 量を液状化試験前の初期圧密完了時を原点とし て整理している。供試体毎の体積ひずみ発生量 のばらつきは、広川土 A でεv =4.2%～5.0%， 広川土B でεv =3.1～4.0%程度である。再圧密 過程での過剰間隙水圧の消散に伴う体積変化の 平均値は、広川土A に比べ細粒分を除去した広 川土B が小さい。同図中には Dr=50%の河床砂・砂礫、まさ土の同様な関係 7),22),23)を併せて示す。広川 土の液状化後の体積変化は、Fcの違いによらず堅硬な粒子を有する河床砂礫より大きく、Fc=0％の河床 砂や非塑性な細粒分を含む河床砂礫、粒子破砕性の大きいまさ土に類似している。 0 2 4 6 広川土A （Uc=91.1） 広川土B （Uc=23.8） 河床砂 （Uc=1.44） 河床砂礫 （Uc=13.1） 河床砂 （Uc=5.83） 河床砂礫 （Uc=35.2） まさ土 （Uc=3.74） 体積ひずみ εv (%) Fc=0%（文献6) Fc=0%（文献23) Fc=20%（文献22) 平均値（εv=3.1～4.0%） 平均値（εv=4.2～5.0%） 図 12 液状化試験後の再圧密試験結果（Dr≒50%） 0 20 40 60 80 100 0.001 0.01 0.1 1 10 100 粒 径 (mm) 通過 質量百分率 (% ) 供試体作成前 締固め後 液状化試験後 広川土 室内調整試料 ウエットタンピング法 Dr≒50% 図 13 三軸試験前後の粒径加積曲線の比較
図 13 は Dr≒50%供試体の繰返し非排水三軸試験前後の粒径加積曲線を比較した一例である。ここで の締固め後の粒径加積曲線は、供試体作成後直ちに解体した試料の粒度試験結果であり、液状化試験後 の粒径加積曲線は繰返しせん断後の再圧密試験後の供試体の結果を示している。これより、本研究で得 られた範囲では、液状化後締固め後や液状化試験後の粒度分布は供試体作成前に比べ左に大きくシフト しており、締固めや圧密、せん断過程では主に 2mm 以上の礫粒子が破砕している。粒径加積曲線より 計算した試料の粒子破砕率BM24)は，締固め直後は25％，圧密･繰返しせん断過程は 20%と計算される。 5. 貫入試験結果に基づく埋立地盤の液状化判定と三軸試験結果との比較 図14 は埋立地盤の N 値より計算したタイプ 1 地震動に対する液状化強度比 R を、道路橋示方書20)で 示された砂質土（Fc＝18%）、礫質土（D50=1mm）に対する液状化強度比 RLの評価式で比較したもので ある。埋立層の液状化強度比R は、SWS 試験、標準貫入試験で得られた地下水位以下の N 値の平均値 より計算した値である。貫入試験結果より予測した埋立地盤の液状化強度比は同程度のN1値で比較した 場合、30%程度の礫を含む場合であっても 道路橋示方書で示された砂質土の評価式に ほぼ類似している。一方、繰返し非排水三 軸試験で得られた広川土A の液状化強度比 は相対密度の大小によらずRL20=0.16～0.19 程度の低い値を示しており、標準貫入試験 により予測された液状化抵抗値とはギャッ プが見られる。すなわち、中間土の液状化 強度をN 値で推定する場合、本研究で得ら れた結果の範囲では既往の指針に見られる 細粒分含有率による割り増しにより液状化 強度が過大評価される可能性がある。今後 は不撹乱試料を用いた実験を行うなど、両 者の比較には十分な検討が必要である。 0 0.2 0.4 0.6 0.8 0 10 20 液状化 強度 比 R 換算N値 N1 30 道路橋示方書（砂質土，Fc=18%） 道路橋示方書（礫質土，平均粒径1mm） SWS試験（No.9） 標準貫入試験（No.2孔） 広川土ARL20範囲（Dr=40-60%） 図 14 液状化強度評価式20)との比較 6. 結 論 礫を含む中間土（広川土）を対象とした原位置試験、室内試験から以下の主要な知見が得られた。 (1) 礫を含む中間土で埋立てられた地盤のN 値は 5 程度、S 波速度は 160～220m/sec であり、礫質土で 液状化が確認された地点とほぼ同程度の小さな値を示す。 (2) 埋立に用いられた広川土は細粒分や礫分を含む粒度分布の良い中間土である。礫粒子は多孔質で風 化度合いが大きく、スレーキング性に富む。 (3) 広川土の液状化強度は、細粒分の影響を大きく受ける。液状化後の変形特性は、細粒分含有率の違 いによらず粒子の堅硬な砂質土や礫質土に比べて大きく、礫を含む材料であっても緩い砂とほぼ同 程度の大きな値を示す。 (4) 広川土は、締固めや圧密・繰返しせん断過程で礫粒子に破砕が生じる。 (5) N 値より推定した広川土埋立地盤の液状化強度比は、30%程度の礫分を含む場合であっても道路橋 示方書で示された砂質土の評価式にほぼ類似している。室内試験により得られた液状化強度と標準 貫入試験の推定値とはギャップが見られる。 謝 辞 本研究は、和歌山工業高等専門学校環境都市工学科の西林達矢氏他6 名の卒業論文の一部として実施 されたものです。また、（株）ニュージェックの竹澤請一郎氏、（株）環境地盤の白井勇氏には原位置試 験に関して多大な協力を受けました。併せて謝意を表します。
参考文献
1) 例えば，Ishihara, K.: Geotechnical aspect of the 1995 Kobe earthquake, 14 th Int. Conf. on Soil Mechanics and Foundation Engineering, 1997, Terzagi Oration
2) Andrus, R.D.: In-situ characterization of gravelly soils that liquefied in the 1993 Borah Peak earthquake, Ph.D. Dissertation presented to the University of Texas, 1994
3) Kokusho, T., Tanaka, Y., Kawai, T., Kudo, K. , Suzuki, K., Tohda, S., and Abe, S.: Case study of rock debris avalanche gravel liquefied during 1993 Hokkaido-Nansei-Oki earthquake, Soils and Foundation, Vol.35, No.3, 1995, pp.83-95 4) 例えば、田屋裕司、青木雅路、畑中宗憲、安浩輝、岡橋稔：解体ガラの物理・力学特性について、第 39回地盤工学研究発表会発表講演集、2004年、pp.601-602 5) 田中幸久、工藤康二、吉田保夫、池見元宣：砂礫の工学特性に関する研究－室内再構成試料の動的強 度・変形特性－、電力中央研究所報告、1987 年、U87019 6) 原 忠、國生剛治：砂礫の液状化強度および液状化後の非排水せん断強度に及ぼす粒度分布の影響、 土木学会論文集、No.645/Ⅲ-50、2000 年、pp.245-253 7) 原 忠、國生剛治、小見山義朗：非塑性細粒分を含む砂礫の非排水せん断特性、土木学会論文集、No.785/ III-70、2005年、pp.123-132
8) Ishihara, K. and Koseki, J.: Cyclic shear strength of fine-containing sands, 12th Int. Conf. on Soil Mechanics and Foundation Engineering, 1989, pp.101-106
9) 黄大振、柳沢栄司、菅野高弘：シルトを含む砂のせん断特性について、土木学会論文集、No.463/III-22、 1993 年、pp.25-33 10) 桑野二郎、飯村博忠、中沢博志、杉原弘一：カオリンを含む砂の液状化強度、土木学会第 50 回年次 学術講演会講演概要集、1995 年、pp.506-507 11) 和歌山県広川町産業建設課提供資料、1996年 12) 高田晋、豊田浩史、原 忠、中村公一：礫分を含む幅広い粒度を有する宅地地盤の液状化予測に関 する検討、地盤工学ジャーナル、Vol.5、No.2、2010 年、pp.377-390 13) 稲田倍穂：スウェーデン式サウンディング試験結果の使用について、土と基礎、Vol.8、No.1、1960 年、pp.13-18 14) 山崎浩之、善功企、佐渡篤史、舘下徹：兵庫県南部地震における港湾施設の被害考察、港湾技術資料、 Vol.813、1995年、pp.167-205 15) （社）電力土木技術協会：液状化対策実証実験報告書のうち、地質調査及び土質試験、1996年、pp.52-130 16) Kokusho, T. and Yoshida, Y.:SPT N-value and S-wave velocity for gravelly soil with different grain size distribution, Soils and Foundations, Vol.37, No.4, 1997, pp.105-113
17) 原 忠、國生剛治：砂礫の最小・最大密度に及ぼす影響因子の分析、土木学会論文集、No.778/Ⅲ-69、 2004 年、pp.151-162. 18) 原 忠、國生剛治：三軸試験による礫質土の液状化強度特性、第10回日本地震工学シンポジウム論 文集、1998年、pp.1313-1318 19) 原 忠、上野舞子、土井健資、豊田浩史、高田晋、中村公一：礫を含む中間土の液状化強度に及ぼ す相対密度の影響、第44回地盤工学研究発表会発表講演集、2009年、pp.289-290 20) 道路橋示方書・同解説 V 耐震設計編、2002 年
21) Ishihara, K. and H. Takatsu: Effects of overconsolidation and K0conditions on the liquefaction characteristics
of sands, Soils and Foundations, Vol.19, No.4, 1979, pp.59-68
22) 原 忠、國生剛治：砂および砂礫の非排水強度特性に及ぼす非塑性細粒分の影響，土木学会地震工 学論文集， Vol.28， No.93，2005 年，pp.1-8
23) Hara, T., Kokusho, T. and Hiraoka, R.: Undrained Strength of Gravelly Soils with Different Particle Gradations, 13th World Conference on Earthquake Engineering, Paper No.144, 2004, pp.1-9
