二次圧密 と過圧密を考慮 した有明粘土地盤の 事前沈下予測法の適用性の検討
棚 橋 由 彦* ・野 中 祐 輔**
安 原 一 哉***
AnE x a mi n a t i o no f t h eAp p l i c a b i l i t yo f aS e t t l e me n t P r e ‑ p r e d i c t i o n
Me t h o dt ot h eAr i a k eS o f t C l a yG r o u n dTa k i n gb o t hS e c o n d a r yC o mp r e s s i o na n d O v e rC o n s o l i d a t i o ni n t oAc c o u n t .
by
Yo s h i h i k oTANABAS HI * , Yu u s u k eNONAKA**
a n dKa z u y aYAS UHARA***
TheAr i a kec l a y , i . e . t hes o f tma r i nea l l uvi a lc l a y, i ss e d i me nt e da l o ngt heAr i a keSe a , e s pe c i a l l yi nt he Sa gapl a i n,Ky us hu,J a pa n.I ti swe l lkno wna so neo ft hemo s tpr o bl e ma t i cs o i l si nj a pa n,be c a us eo fi t s hi ghs e ns i t i vi t ya ndr e ma r ka bl es e c o nd a r yc o mpr e s s i o n. The r e f o r e , a ne s t a bl i s he dme t ho df o rs e t t l e me nt pr e d i c t i o ni sne c e s s a r yt obee s t a bl i s e da swe l la st obede ve l o pe dac o unt e r me a s ur et oc o nt r o ll o ng‑ t e r m s e t t l e me nt .
Thi spa pe rde s c r i be st hr e ec a s ehi s t o r i e so ns e t t l e me nto ft heAr i a kec l a ygr o undi nc l ud i ngl o ng‑ t e r m s e t t l e me nt swhi c hha vebe e no bs e r ve do ve r1 4ye a r ss i nc et hec o ns t mc t i o no fe mba nkme nt .Thea i m o f t hi spa pe ri st oe xa mi net hea ppl i c a bi l i t yo ft hr e epr o po s e dpr e ‑ pr e di c t i o nme t hod st oe s t i ma t et hes e t ‑ t l e me nt so ft heAr i a kes o f tc l a ygr o undbe f o r ef i l l i ngwo r k,f r o m c o mpa r i s o no ft heo bs e r ve dwi t h c a l c ul a t e ds e t t l e me nt s .
Fr o m t her e s ul to ft hee xa mi na t i o n,i tha sbe e nc l a r i f i e dt ha tTa na ba s hi ' sme t ho di smo s ta ppl i c a bl e be c a us eo ft a ki n gbo t he f f e c t so fs e c o nda r yc o mpr e s s i o na ndo ve rc o ns o l i da t i o ni nt omo r ea c c ur a t ec o n‑
s i de r a t i o nt ha nt ho s e.
1. まえがき
有明海を中心に堆積する海成粘土 (有明粘土)は,圧 縮性が大 きく支持力が小さい二次圧密が顕著な軟弱地 盤である。従 って,盛土築造に伴 う地盤変形が著 しく, 沈下 も長期にわた り,土木 ・建築構造物な どに被害を 与 えるため,二次圧密 も含めての沈下予測が必要 にな って くる。本研究では,有明海を中心 に分布 している 有 明粘土地盤 (鹿 島,白石,東与賀地 区)を事例 とし て,事前沈下予測法 (捷案法
1)
,慣用法,安原法2) 5))
平成
8
年4
月26
日受理*社会開発工学科
**大学院修士課程社会開発工学専攻
***茨城大学工学部
による解析を行い,それぞれの予測法の有明粘土への 適用性 を吟味す る。 なお,既報
3)
で,提案式が必ず しも,予測精度がよ くなかった原因が正規圧密地盤 と して扱 った ことに起因すると考 え,新たに,初期過圧 密地盤を考慮 した解析を行い,予測精度を上げること を目的 とする。なお,事前沈下予測法 とは,実測沈下 を得 る前 に採取 した試料 を室内試験 して,沈下 に寄与 するパ ラメーターを決定 し,沈下量 を予測する方法で ある。3 02
二次圧密 と過圧密を考慮 した有明粘土地盤の事前沈下予測法の適用性の検討2.
解析対象地区の概要2.1
鹿島地区鹿 島地区の盛土断面図を
Fi g.1
に,土質データをTa bl e
lに示す。 旧堤 (+1. 0m〜+3. 0m)
は1 9 6 0
年4
月1 0
日か ら2 4 4
日間で緩速施工 され,1
1年間放置 さ れた。新堤( +3. 0m〜+5. 0m)榛1 9 71
年4
月1 0
日か ら3 65
日間で緩速施工 された。本解析 においては,旧 堤 を1
段 目施工,新堤を2
段 目施工 とした。また,也 盤土質データか らTa bl e
lに示す ように地盤 を5
層に分けた。
Fi g. 1 Cr o s ss e c t i o no ft hee mba nkme nta t KASHI MA.
Te bl e1 Gi ve ns o i lpa r a me t e r sa tKASHI MA
La y e r ' SG. L. Thi c kCo z l S O l i ‑ 「 Ⅳet ∫ ni t i a l Co m‑ Co e だi c i e nt No . ne s s d a t i o n de ns i t y 寸o i d p r e s s i o n 二 o fc o n s o l i ‑
( m) ( m)y P i y( e l ds k g f t / r c e m s ?P り( t g/ c m3 ) e r a t i o o i nd cc e x d C a ↓ t ( i c o m n 2 / d)
1 + ‑ 2. 1. 0 5 3. 5 0. 2 5 1 . 3 0 3. 9 0 1 . 5 0 1 0 0
3 ‑ 6. ‑ 9. 0 0 3. 0 0. 5 5 1. 4 3 2. 7 5 1. 2 5 1 0 0
4 ⊥ 9. ⊥1 2. 0. 0 3 ̲ . 0 0. 7 0 1. 5 0 2. 1 5 1. 1 0 1 0 0
2.2
日石地区白石地区の盛土断面図を
Fi g.2
に,土質データをTa bl e2
に示す。旧堤 (+1 . 5m〜+3. 0m)
の施工開始 時期,施工期間が不 明であ るため,新堤+3. 0m
〜 +5. 0m
を1
段 目施工,新堤+5. 0m
〜+6. 9m
を2
段 目Fi g. 2 Cr o s ss e c t i o no ft hee mba nkme nta t SHI ROI SH I .
Te bl e2 Gi ve ns oi lpa r a me t e r sa tSHI ROI SH I .
L a y e r ' SG. L . thi c kCo ns o l i ‑ 1 Ⅳe t hi t i a 1 Co m‑ Co e f f i c i e nt
( m) ( m)y P i y( e l ds k g f t / r cm2 e s sP ) ( t g/ c m3 ) e r a t i o o i nd cc e x d C a , t ( i c o m n 2 / d)
1 十 ‑ 2. 1 . 4 3. 5 9 0. 3 7 1 . 3 6 3. 4 6 1 . 5 5 33 4
2 ‑ 2. ‑ 6. 4 4 4. 0 0. 4 3 1 . 3 3 3. 8 8 1. 8 0 9 3
3 ‑ 6. てl o. 4 4 4. 0 0, 7 5 ‑ 1 . 4 2 2, 9 3 1 . 61 5 2 4
4 ‑1 ‑1 0. 3. 4 9 3. 5 1 . 0 6 1 . 4 6 2. 5 7 1. 2 9 43 7
施工 とし解析を行 った。それぞれの施工工程は,新堤+3. 0m〜+5. 0m
が1 99 0
年1 月2 0
日か ら21
日間,新堤+5. 0m〜+6. 9m
が1 9 91
年1 月1 4
日か ら1 4
日間であ る。本解析では,地盤土質データより地盤 を4
層 に分 けた( Te bl e2 参照) 0
2.3
東与賀地区東与賀地区の盛土断面図を
Fi g.3
に,土質データ をTa bl e 3
に示す。 旧堤( ±Om〜十4. 5 m)
の施工 .3 . 0. 1 0 . 9
.3.1. 7,2 1 1 . 8
9.2 (JL).: i ・ f l I ‑ I . , : I ‑ t ! ・ ! 葬 きt ̲ f t ̲ ; ; ‑ . , ‑ ; ‑ l t i t : ∴ ̲ ̲
Fi g. 3 Cr o s ss e c t i o no ft hee mba nkme nta t HI GASHI YOGA.
Te bl e3 Gi ve ns o i lpa r ame t e r sa tHI GASHI YOGA.
L a y No e r . ' SG. L . Thi n e s s Co c k d a t i ns o n o l i ‑ 1 de Ⅳe ns t i t y V I ni o i t d i a l to p r e m̲ Co s s i o n ‑ . o fc e o f n f s i c d i l i e ‑ nt ( m) ( m)カe P y( l ds k g f t / r cm e s sP Z ) ( t g/ c m3 ) e r a t i o o i nde cc x da C , t ( i c o m n 2 / d)
1 ‑ 2. 0 . 0 0 2. 0 1 . 45 1 . 6 3 0 2. 0 9 6 0, 7 8 ‑ 92 2
3 「 4. ‑ 6. 0 1 2. 1 0 . . 6 6 1. 6 7 7 1. 8 7 4 0. 5 0 1 26 7
4 ‑ 6. ‑ 8. 2 2.1 1 1 . 1 5 1 . 51 9 1. 6 46 0. 4 7 1 2 2 4
5 ‑ 8. ‑ 9. 2 3 1 . 1 0. 71 1 , 6 9 4 2. 2 0 5 0. 8 9 11 2
時期,施工期間が不明なため,新堤
十4. 5m〜 +6. ◆ Om
を1
段 目施工 ,新堤+6. 0m〜 +7. 5m
(波除工部)を2
段 目施工 とし解析 を行 った。それぞれの施工工程 は,1 978 年 6 月 1 0
日か ら5 5
日間,19 7 8 年 11 月 1日か ら 49
日 間であ る.地盤土質データ よ り,Ta bl e 3
に示す ように地盤 を
6
層 に分け,解析 を行 った。第5
層は層厚1.1 mのシル ト混 じり砂層で,砂の割合が約7 0%
と高 く, 地盤がかな り圧密 されていることがわかる。3.
事前沈下予測法の概要3.1
提 案 法粘土 を圧密 とせん断に対するひずみ硬化材料 と仮定 し,次の ような弾粘塑性構成モデル (弾塑性応力ひず み時間関係) を提案す る。 また解析方法は有限要素法 によるもので,二次元的な変形 ,例えば側方流動や支 持力 も総合的 に解析す ることがで きる。
ひずみを弾 ・塑性成分に分ける と,体積 ひずみ増分
dv
,正八面体せん断ひずみ増分d
γは,次式で表せる.〔 Z , V
]‑ ld d ;
]e・ [訂
‑
〔d
d; c c H d d ;d d]eI l Z , vc c ] p ・ l d d ;d d〕
P (1)ここに,下サ ウ ィックス C,dはそれぞれ平均主応力 増分
dp
,正八面体せん断応力増力dq
によ り生 じるひ ずみ増分 を意味 し,上サフ ィックスe ,p
はそれぞれ ひずみの弾 ・塑性成分 を意味する。d
γ…,dγ
ぎを無視す れば,正八面体増分関係は式 (2
)で与 え られる。.〔芸]
‑ l s . c e
芸〕〔芸Hs . c p
芸〕〔芸〕‑ 〔 S c s s ; 日
芸〕( 2 )
ここに
,S 。 ,S d ,S s
はそれぞれ圧縮 による体積ひずみvc
,ダイ レタンシー ud
,正八面体せん断ひずみγd
各 増分の生 じやすさを示す係数であ り,サフ ィックスe
はその うちの弾性成分, p
は塑性成分 に関す る係数を 意味するO主応力増分軸方向に直交座標
Ⅹ y z
を とった場合の 弾塑性構成則は式 (3
)で与 えられる。∬ γ 一 夕 ご し ご し rb Tα.Ju Tα ︺ i‑ >. rla 〟U げ V ♂ .J u ♂ Tα / し
\」
33 3
22 3
ハし(L C
22 2 1 2 1 (し (し ハL 1 3 3 C ハL C
2 ( C 2 2 ‑ C 2 3 ) 0 0
0 2( C 3 3 ‑C 3 1 ) 0
002(Cll‑C
1 2
)C l l ‑ (( Sc + 3 S s ) +
√すSd ) / 9 C 2 2 ‑( Sc +3Ss ) / 9
C 3 3 ‑(( Sc +3S s )‑
√すSd ) / 9 C 2 3 ‑((2Sc ‑ 3 Ss )‑ 2 √官sd ) /1 8 C 3 1 ‑( ( 2 Sc ‑3Ss )+2 √ 官sd ) /1 8 C 1 2 ‑(2S c 13S s ) /1 8
sc ‑sc *‑sc e + s c P *
i
七 ・吉 l x・ (i ‑K) s d ‑Sd *‑Sd e +S d P *
K + a・ bl o gt / k ' g 2
i
七 ・i‑〔o+ p ( " 妙 ‑‑d 〕 s s ‑ss *‑ss e +ss p *
‑ 吉 l u ・ 岩 石
・謹ポ t /t is ) 1
‑‑S〕( 3 ) I
( 3 ) 2
( 3) 3
上式 中,
pは平均 主応 力,がま正 八面体応 力比 であ
り,次式 で与 え られ る。なお, q
は正八面体せん断応 力である。ワニq/ 9 ‑3 ((0
,‑ qz ) 2 + (q
2‑ qx ) 2 + ( qx‑ U,)2
+ 6 ( T 享 Z + T と+
TZy))1/ 2 / p ( 4 )
ここで,有効排水距離
He
の供試体 または地盤 内の任 意点が,H*
の供試体がt *
時間経過後 に生 じるひず み増分 と同量のひずみ増分 を生 じさせ うる時間は,圧 密,ダイ レタンシー,せん断ひずみに関 して,それぞ れ,t f c ‑( He/H*) n c・ t *, t f d‑( He/ H*) n d・ t *, t f 9
‑( He / H* ) n s ・ t *
で表 されn
。,n d ,n s
は寸法効果パ ラ メー ター と呼ぶ。なお,求 (
3
)の),
K,FL ,
レ, Mo , N
o は弾塑性パ ラメー ターであ る。一般 に,ひずみ硬化体の応力空間におけ る降伏曲面 (降伏条件式)は f(q)‑f。で与 え られる. ここに,f は負荷関数
,f
cは現在の降伏基準やあ り,一般 には応 刀 (または,ひずみ)履歴の影響 を受け定数ではない。ひずみ硬化体では,負荷関数 fが f‑f。,かつ df> 0 を満足す る とき降伏 が生 じる。 また
,f <f
。 または df< 0を満足す るとき,弾性 ひずみのみ生 じる。応力 空間で現在の降伏 曲面の外側の応力点には塑性ひずみ を伴わなければ到達で きず,その内側応力点には弾性 ひずみのみで到達で きる。304 二次圧密 と過圧密を考慮 した有明粘土地盤の事前沈下予測法の適用性の検討
正八面体異方増分関係に基づ く本提案式に採用する 降伏条件式 として,圧縮 とせん断に対する降伏条件式 を別個に与えるが,土質材料 を問わずダイレタンシー vd ,正八面体せん断ひずみ rd ともに正八面体応力比
で‑q / 2' によ り規定されることか らもせん断に対する 負荷関数 としては りを採用す る.一方 ,圧縮 に対 す る負荷関数 としては,圧縮による体積ひずみ v cが平 均有効主応力 p' により規定されるか ら2'を採用する.
なおヮと同様,無次元量で統一す るため ,P' を大気圧 9 0 ‑98 k Pa( 1 kgf / c m 2) で除 した値 E‑2' / Poを用いる。
圧縮 とせん断 に対す る降伏条件式 を ( E,り)平面 を 用いて模式的に示す と Fi g. 4 の ようになる。土が初期 の応力状態 P o( E o ,To )か ら負荷をうけて,Fi g.4
中P 0 ‑ 1‑ 2‑P なる経路をた どり,現在の応力状態
P(E,り)になった とする. この とき E mは点
1で, ワm
は点 2 で最大値を経験 してお り, したがって現在の降 伏 曲面は ( E ,ワ) 平面上, □OASB で表 される。なお, AS( E‑E m) が圧縮 に対する現在の降伏曲面,BS( 甲‑
ワm) がせん断 に対す る現在 の降伏 曲面 である.現在 の応力状態を示す点
P(E,ワ)の取 り得 る範囲は,そ の定義か ら E≦ Em ,ワ≦ ヮm より , Ⅰ) 隅角 S と一致す る場合{Ⅱ)AS 上,Ⅲ)BS 上
,Ⅳ)□OASB の内部 に ある場合の 4 通 りである。従来,土質力学の分野では
a .〇 ! 1 t u
SSaJ t
Slel Pa Ve t UO
0 B ウ=1 m 2 L
N or J n al i z e d皿e anef f ect i vest r es sr ati o .E Fi g. 4 Sc hema t i cdi a gr a m o fyi e l ds ur f ac ei n( E, ワ)
s t r e s sr at i opl a ne
Ta bl e4 Ne wde f i ni t i ono fc o ns o l i da t i o nands he ar
Co r r e l a t i o nbe t we e ni ni t i 如 L s t r e s sr a t i oa ndma x i mu 事 n
h y s t e r e s i sS t r e s sr a t i o Ne w def i ムi t i on E‑E ma nddE>0 No hna ll yc o n s o l i d a t e dC.
E<E mo r dE<0 0Ve rc o ns o l i da t e dC.
ワニで ma nddで>0 No r ma l l ys he a r e dC.
ワ<ワ m̲ O r dか. く0 0Ve C. C.me rS he a nsCo a r e dC. ndi t i o n
正規圧密 ・過圧密なる用語は,一次元圧密における過 去 と現在の鉛直応力 qz の大小関係で定義 されて きた。
すなわち過去の qz の最大値 qz m が現在の qz と等 しけ れば正規圧密, qz<qz m な らば過圧密 という.そ こで, 本研究の立場か ら圧密 ・せん断に対 し次の ように新た な定義 を与 える。それぞれ E‑E m を正規圧密,E<E m を過圧密,ワ ニ で mを正親せん断,ワ<ヮ mを過せん断の 各状態 にある と呼称 し,ま とめて Ta bl e 4 に示す。
例えば,正規圧密 ・過せん断状態 とは E ‑E mかつ り<
ヮ m なる応力状態であ り ,Fi g.4 に即 していえば,堤 在の応力点
P(E,ワ)が AS 上 にある場合 に相当する.
3.2 慣 用 法
慣用法は周知なので省略する。
3.3 安 原 法 2) 5)
安原 は 2) 5 ) ,一次圧密過程 におけ る二次圧密 も含 めた形 での一次元圧密沈下計算法 を提案 してい る。
Bj e r r um の沈下概念によれば,粘土地盤の沈下ひずみ
だ γは,即時圧縮ひずみ だ v i と遅延圧縮ひずみ g v dとの 重ね合わせによって次式の ように表 される。
A e v= A E v l ・ + △ E v l
このうち,Ag vi は体積圧縮係数 m vを用いて
Ae m‑m 吟Aq' V‑m吟( Aq‑Au)
(5 )
( 6 ) と表わすことがで きる。一方,遅延ひずみ だ vd はみか けの増加応力 Aq' v d によって
A £ V 1 ‑mv
bAC' v i ( 7 ) と表す ことにする。 この △♂′ v d は初期時間 t 。か ら生 じる二次圧密によるみかけの増加応力であ り,次式に よって与えられる。
A
q' v i ‑ A qv ( (
tl/
to) c a / c c ‑
1)結局,沈下 に寄与するひずみは次のようになる。
A
E v‑m吟[ A qvUq+ ACγ
・((tl/
i . ) c a /c c ‑
1)]こ こに,
il : 経過時間( da y)
mv 7 9: 一次圧密による体積圧縮係数 ( c m 2 / kgf ) t o : 単位時間( 1 da y)
Cα : 二次圧縮指数
c v : 圧密係数 ( c m 2 / da y)
( 8 )
( 9 )
Uq: 平均圧密度 cc : 圧縮指数
なお,所要の 4 つりパ ラメーター m v 。 ,c v , C a , c cは標 準圧密試験に代わる単一荷重載荷圧密試験により求め ることができる。
4. 提案法による解析方法
過圧密地盤の考慮は q之 ′ ( 有効土かぶ り圧)と py z ( 圧 密降伏応力)の関係により,あ らか じめ式 ( 1 0) ,( l l )で 圧密,せん断に対す る初期降伏 曲面 を要素毎 に設定 し,盛土荷重に伴い,降伏曲面が拡大 してい く過程の 解析を行 う。圧密,せん断に対する初期降伏曲面は, それぞれ式 ( 1 0),( ll ) で与えられる。
f m i ‑(1+2Ko ) P y z /39 0
か m i ‑ √官( 1‑K o )/( 1+2K o ) なお ,K o値は次式を使用 した 4 ) o
K o ‑K o ' ( OCR z ) 0・ 4 2
こ こに,
P, i:圧密降伏応力
K o: 過圧密における静止土圧係数
.孤 ¶り
a
EoTt。1SSaJ︼S Te lp
むqt:JUOFi g. 5 e ‑l o gpc ur ve
C
0 a
Oc t a h e d r a ls h e a rs t r a i n , γa ( %) Fi g. 6 7‑r d C ur Ve
OCR z: 過圧密比 ( 転/ o z ′ )
K o ′:正規圧密における静止土圧係数
E 血 , ワmi はそれぞれE, クが現在までに経験 した最大値 であ り ,E‑E mi か つ dE> 0,ワニ かmi か つ dT>0 の経路 が降伏曲面拡大の条件を表す。新たな降伏曲面の拡大 とは次のことを意味する。圧密に対 しては,現在の地 盤内平均有効主応力 P ' が pm i に達 して,さらに Ab>
0の とき ,e‑l o g ♪ 曲線 ( Fi g.5)におけるa‑b 経 路 ( 過圧密)か ら
, b‑C経路 ( 正規圧密)への遷移 を意味する。せん断に対 しては,現在の正八面体応力 比 クが, ワm i に達 して,さらに △ヮ> 0 の とき, ヤーr d
曲線 ( Fi g.6)におけ るa‑ b 経路 ( 過せん断)か ら, b‑ C経路 ( 正規せん断)への遷移を意味する。
f k J Ft/ 仇 J)
( b) E m i,ワm i
Fi g. 7 Di s t r i but i o no fbo t hi ni t i a ls t r e s s( r a t i o)a nd
ma xi mum hys t e r e s i s s t r e s s( r a t i o) a gai ns t
de pt ha tKASHI MA
3 06
二次圧密 と過圧密を考慮 した有明粘土地盤の事前沈下予測法の適用性の検討(J q t/
Cm JJFi g. 8 Di s t r i but i o no fbo t hi ni t i a ls t r e s s( r a t i o)a nd
・ma x/ i mum hys t e r e s i s s t r e s s( r a t i o) aga i ns t de pt ha tSHI ROI SHI
(k g t/ 亡山 一)
( a ) q z i ' ,p y z i ̲
0 1 ( E 8.I) 2 5
( b) E mi , ヤmi
Fi g. 9 Di s t r i but i o nofbo t hi ni t i a ls t r e s s( r a t i o)a nd ma xi mum hys t e r e s i s s t r e s s( r a t i o) a ga i ns t de pt ha tHI GASHI YOGA
提案法は
E mi ‑ 0 , で m i‑0
(正規圧密) とE m i≠ 0 , でm i
≠
0 (過圧密考慮)の解析 を行 った。Ta bl e5 De t e r mi ne dpa r a me t e r sa tKASHI MA El a s t o‑ Ti me ‑ Sc a l e ‑ pa r a me t e r s pa r a me t e r s , pa r a m. e t e r s
Cs O. 1 26 . A. 1 1 1 . 3
nd‑2. 00
〃
0. 2 9 8 b O. 61 3 n s 2. 00 L J 0. 01 1 . md O. 7 6 9
M o o. 7 3 0 m s O. 7 9 2
Ta bl e6 De t e r mi ne dpa r a me t e r sa tSHI ROI SHI El a s t o‑ Ti me ‑ Sc a l e‑
phs t i c e f f ec t e f f e c t pa r a me t e r s pa r a me t e r s pa r a me t e r s
・cc 1. 9 2
pK1 4. 1 0 n c 2, 叩
̲〃 0. 3 0 0 b O. 5 8 0 n s 2. 0 0 リ 0. 0 2 3 md O. 7 0 0
:M o o. 7 40 m s o. ナ 2 0
Ta bl e7 De t e r mi ne dpa r a me t e r sa tHI GASHI YOGA El a s t o ‑ Ti me ‑ Sc a l e ‑
pl a s t i c e f f e c t e f f e L c t
pa r a me t e r s pa r a me t e r s pa r a me t e r s . Cc O. 7 8 K 8. 9 8 5 n c 2. 0 0
p : 0. 2 9 8 ち ‑0. 6 1 3‑ n s 2. 0 0 i )
0.011‑ md O. 7 6 9
なお,鹿 島,白石 ,東与賀地区におけ る
( a ) qz i ' ,py z i ,
( b) E m i
,ワ m i
の深度分布 をFi g.7‑ 9
に示す。また,提案法 におけ る
3
地 区の入力パ ラメー ター をTa bl e5‑ 7
に示す。5.
予測結果 とその精度圧密係数は,フ ィール ドにおけ る値 が室内試験で求 めた値 よりも大 き くな ることが知 られている。慣用法, 安原法 ともに c
v f ‑αC v , ( c
vf,Cvr:フ ィール ド,室内試 験 か ら求めた圧密係数) と置 き,α‑ 1, 5,1 0
の3
ケースの予測 を行 った。なお,予測結果図は実測値 と フ ィッテ ィングの良いα
値 のケースを示 した。国中の 白丸プロ ッ ト点は実測値 を意味する。5. 1
鹿島地区鹿島地区の予測沈下 曲線 を
Fi g. 1 0
に示す。提案法 は土 を弾粘塑性体 と考 えて,その弾領域 ,塑領域 にお けるひずみを随時計算 してい く方法で,応力履歴 を十 分考慮で きる。当地区の解析は,処女地盤 に対 して, 盛土荷重 が段階的 に載荷 され る場合 の計算 であ る。有 明粘土の ように,二次圧密が顕著な地盤 では,ダイ レタンシー項 と,時間依存性 を十分 に考慮 で きない と 地盤の挙動 を表現で きない と考 えるが,実測値 とのフ ィッテ ィングを見 ると,非常 に良い結果 を得てお り, 提案法 が これ らの影響 を十分 に表現 してい る こ とを 示 している。慣用法,安原法 はそれぞれ
α‑1 0
,1
が 実測値 との対応が良いが, ともに沈下量 をやや過大に 評価 している。慣用法は,経過 日数約5 0 0 0
日で沈下が 収束 し七お り,実測値 との対応が悪い。安原法は実測 値 との対応か ら沈下が長期 に継続する傾 向が読み取れる。
5.2
白石地区白石地区の予測沈下 曲線 を
Fi g. 1
1に示 す。本解析 紘,提案法 におけ る所要試験 を実施 してお らず,弾粘 塑性パ ラメー ターは,鹿島地区 と同様 とした。ただ し, 標準圧密試験結果 より求まるパ ラメー ターc
c, Cs , 〟
Fi g. 1 0 0bs e Ⅳe da 王 l dc a l c ul a t e ds e t t l e me nt s a tKASHI MA
( 1 99 0 0 . 1 / 2 0 ) eJ ap 5 s O t B t i me( day) 10 00 1200 Fi g. l l 0bs e Ⅳe da ndc a l c ul a t e ds e t t l e me nt s
a tSHI ROI SHI
3 08
二次圧密 と過圧密を考慮 した有明粘土地盤の事前沈下予測法の適用性の検討等 については, 白石地区のデー タを用いている。
emi
≠
0,でmi
≠0での解析は実測値 とのフィッティングが 良 く,かな りの精度で予測で きた。 よって,本地区は 盛土荷重の載荷に伴い,降伏曲面が拡大 してい く過程 といえる結果 を得た。慣用法,安原法は と,もにα‑ 5 、
が実測値 との対応が良い。
5. 3
東与賀地区東与賀地区の予測沈下 曲線 を
Fi g. 1 2
に示す。本解 析は,提案法 における所要試験を実施 してお らず,弾 粘塑性パ ラメーターは,鹿島地区 と同様 とした。ただ し,標準圧密試験結果 よ り求 まるパ ラメーターcc
,Cs, K
等 については,東与賀地区のデータを用いている。実測値 とのフィッティングを見 ると沈下傾向は良 く対応 しているものの, 1段 目盛土の沈下量を過大に 評価 している。 これはせん断ひずみ項の影響であると 思われる
。E m i‑ 0, で m i‑0
とE mi ≠ 0
,でmi ≠
0で予測 沈下曲線上,かな りの差異が見 られたのは,本地区が かな り複雑な過圧密地盤であることを意味する。慣用 法,安原法は ともにα‑ 1
が実測値 との対応が良いが, 本地盤は非常 に過圧密であ り,旧堤 に対する新荷重がFi g. 1 2 0bs e r v e da ndc a l c ul a t e ds e t t l e me nt s a tHI GASHI YOGA
かな り小さいために地盤内応力が圧密降伏応力内にあ る と考 えられ,慣用法,安原法 ともに沈下量を過小に 評価 している
。 5 *
cv, 1 0 *c
v も1 *c
v とほぼ同 じ 曲線になる。 この結果によって,慣用法,安原法の妥 当性,特徴を明らかにすることは困難である。6.まとめ
慣用法は実測沈下の進行中にすでに収束 してお り, 有明粘土地盤では不適 と言える。安原法は,慣用法に 対 して遅延ひずみ として二次圧密が考慮 されてお り, その様子を よ く表 しているが,
3
地区のα値 がそれぞ れ異なるようにc
v値の評価に難点がある。それに対 して,提案法は初期の沈下量を過大に評価する債向に あるが,その後の沈下は実測値 との対応が よ く,実測 沈下曲線の特徴 を最 もよく表現 しえている。東与賀地 区( Fi g. 1 2)
の ように,かな り複雑 な過圧密地盤で も提案法の有明粘土への適用性は良好 といえる。有明 粘土地盤の沈下予測法において,二次圧密 ・過圧密考 慮 とい う観点か ら,提案法が最 も適 している。各予測 法の特徴をTa bl e8
に示す。Ta bl e8 Thec ha r a c t e r i s t i c so fe a c h pr e di c t i o nme t ho d
事前沈下予測法 パラメーター 適用 特徴 .適用限界 適用性
の決定法 範 囲 の評価
( E m i≠
新提案法0,7ni ≠P )
排水三軸試験 二次元 二次圧密考慮( ⊃
( E m i‑
旧提案法0 , でm i‑0 )
排水三軸試験 二次元 二次圧密考慮 △ ‑慣用法 標準圧密試験 一次元 二次圧密考慮不可
×
安原法 単一荷重圧密試験 一次元 二次圧密考慮 △参 考 文 献
1)棚橋 ・伊勢 田 ・間鍋 :弾塑性応力ひずみ時間関係 に基づ く粘性土地盤の経時変形解析,第