グ ラ ベ ル ドレー ンエ 法 の 液 状 化 被 害 軽 減 効 果 に 関 す る実 験
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(2) 図‑1実. 験装置概要 図. 図‑2入. 力加 速 度 お よ び過 剰 間 隙水 圧 比 の 時 刻 歴(地 盤. 置換 率5%,100gal) 表‑1実. 験ケ ース. した加 速 度 計 で 応 答加 速 度 を 計 測 した 。 な お 、加 振 前 後 に、 定測 点(非 改 良 地 盤 、 改 良 地 盤 と もに 14カ 所)お よ び グ ラベ ル ドレー ンの 正 三 角 形 重 心 位 置(6カ 所)に お いて 、 地 盤 厚 を 測 定 し、 地 盤 の沈 下 量 を 求 め た 。 3.実 験 結 果 お よ び 考 察. 入 力加 速 度 は 約100gal、200galの2ケ る。入 力 波 は、5Hzの. ースであ. 調 和 波 で あ り、2秒 間 で最. 図‑2は 地 盤 置 換 率5%、 入 力 加 速 度100galの ケ ー ス に お け る入 力 加 速 度 お よ び改 良 地 盤 、 非 改 良 地 盤 のW2,W4に. お け る過 剰 間 隙水 圧 比 の 時 刻. 大加 速 度 に達 す る よ うに し、そ の 後 さ らに 同振 幅. 歴 を 示 した もの で あ る。過 剰 間 隙 水 圧 比 の 図 よ り、. で8秒 間 加 振 した。入 力 方 向 は砂 箱 の長 手 方 向で. 非 改 良 地 盤 で は入 力 加 速 度 が 最 大 値 に 達 し た 辺. あ る。. りで 急激 に増 加 し、 ピー クに 達 した 状 態 が 数 秒 間 継 続 して い る の に対 し、改 良 地 盤 で は過 剰 間 隙 水. (2)実験 ケ ー ス お よ び計 測 方 法. 圧 比 が1.0付 近 ま で達 して は い る もの の 、 す ぐに. 改 良 地 盤 に お け る グ ラベ ル ドレ ー ンは 正 三 角. 消 散 し始 め て い る こ とが わか る 。 また 、 この とき. 形 配 置 と し、同配 置 に お け る地 盤 置 換 率 は次 式 に. ドレー ンか ら間 隙水 が 吹 き 出す の が 目視 で き、 過. よ っ て表 され る 。. 剰 間隙水 圧 の早 期 消散 効 果 が あ った とい え る。 同 じ入 力 加 速 度 の も とで 、地 盤 置換 率 を10%に. (1) た だ し、ag:地 d:ド. 盤 置 換 率 、a:ド. した. ケ ー スの 結 果 を 図‑3に 示 す 。同図 にお け る過 剰 間. レー ンの半 径 、. レー ンの打 設 間 隔 で あ る 。. 隙 水 圧 比 の 記 録 を み る と、 非 改 良 地 盤 で は 図‑2 の ケ ー ス と ほ とん ど変 わ らな いが 、改 良地 盤 で は 、 水圧 の振 動 成 分 を 除 け ば 、 過 剰 間 隙水 圧 比 が0.2. 実 験 で は、地 盤 置 換 率 を5〜50%の 範 囲 内 で変 化. 程 度 に抑 え られ て お り、 この と きの ドレー ンか ら の 間 隙水 の排 出 は ほ とん ど見 られ な か った 。 これ. させ た。 表‑1に 実 験 ケ ー ス の 一 覧 を 示 す 。 計 測 項 目 と して 、加 振 中 に振 動 台 に貼 付 した加. らの こ とか ら、地 盤 置 換 率 が10%の. 図‑3の ケ ー. 速 度 計 で入 力 加 速 度 を 、地 盤 内に 設 置 した水 圧 計. ス にお い て は 、間隙 水 が ドレー ンに向 か って流 れ. で過 剰 間 隙水 圧 を 計 測 した。 ま た、地 表 面 に設 置. る こ と に よ る消 散 効果 とい うよ りは 、む しろ ドレ. ―498―.
(3) 図‑4地. 図‑3入. 力 加 速 度 お よ び過 剰 間 隙 水 圧 比 の 時 刻 歴(地. 盤置換率 と最大 過剰 間隙水圧 比の関係. 盤. 置 換 率10%,100gal). ー ンで 置 換 され る こ と に よ っ て 地 盤 全 体 の 透 水 性 が 良 くな り、結 果 と して液 状 化 抵抗 強度 が 増 加 した と考 え る こ とが で き る。 図‑4は 地 盤 置 換 率 と最 大 過 剰 間 隙 水 圧 比 との 関係 を表 した もの で あ る 。入 力 加 速 度 が100gal、 200galの い ず れ の ケ ー ス につ い て も、地 盤 置換 率 が 増 加 して い くに つ れ て 最 大 過 剰 間 隙 水 圧 比 が 減 少 して い る こ とが わ か る。入 力 加 速 度 が100gal の場 合 は、 特 に その 傾 向が 顕 著 で あ り、地 盤 置 換 率 が20%で. は過 剰 間 隙 水 圧 が ほ とん ど発 生 して. 図‑5地 盤置 換率 と地表面 沈下率の 関係. いな い。 これ に対 し、入 力 加速 度 が200galに な る と、地 盤 置 換 率 が10%ま. で は 過 剰 間隙 水 圧 比 が 減. 少ぜ ず 、15%辺 りで0.5程 度 に抑 え られ 、0.2以 下 に抑 え る た め に は 地 盤 置 換 率 を50%ま. で増加 さ. せ な けれ ば な らな い 。 図‑5に 、地 盤 置 換 率 と地 表 面 沈下 率(初 期 地 盤 厚 に対 す る地 表 面 沈 下 量 の 百 分 率)の 関係 を 示 す 。 非 改 良 地 盤(地 盤 置 換 率0%)、. 改良地盤 ともに. 入 力 加 速 度 の 増 加 に よ る地 表 面 沈 下 率 の 増 加 が 見 られ る 。 ま た 、改 良地 盤 お い て は 、 地盤 置換 率 の増 加 に伴 って 地 表 面 沈 下 率 が 減 少 して お り、 グ ラベ ル ドレ ー ン に よ って 地 盤 沈 下 が 軽 減 さ れ て い る こ とが 確 認 で き る 。 この よ うな 関係 は 、 図‑4 で 示 した 地 盤 置 換 率 と最 大 過 剰 間 隙 水 圧 比 と の 関係 と よ く似 た傾 向 を 表 す こ とか ら、全 ケ ース に. 図‑6最. 大過 剰 間隙水圧 比 と地 表面 沈下 率 の. 関係. お け る最 大 過 剰 間 隙水 圧 比 と地 表 面 沈 下 率 と の 関係 につ い て整 理 した もの が 、 図‑6で あ る。同 図. 圧 比 の 最 大 値 が低 く抑 え られ る こ と に よ っ て 、地. よ り、過 剰 間 隙水 圧 比 が 大 き い値 の 付 近 に沈 下 率. 盤 沈 下 も低 減 され る こ とが わ か る。 した が って 、. が 大 きか った 点 が 多 く分 布 して お り、過 剰 間隙 水. 図‑2に 示 され る よ うに 過 剰 間 隙 水 圧 を 早 期 に 消. ―499―.
(4) 散 で きて も、そ の最 大 値 を抑 え る こ とが で き な け れ ば 、従 来 か ら懸 念 され て い る残 留 沈下 が 生 じる こ とに な る。 4.地 盤 置 換 率 と 液 状 化 抵 抗 強 度 に 関 す る 検 討 前 項 の 実 験 結 果 か ら、 グラ ベル ドレー ン施 工 地 盤 で は地 盤 置 換 率 の増 加 に伴 い 、過剰 間 隙水 圧 の 上 昇 を 抑 え る と と もに 地 盤 沈 下 も抑 制 され る こ とが 明 らか とな っ た。 ここ で は、 実験 結 果 か ら得 られ た過 剰 間 隙 水 圧 比 γuを式(2)を用 いて 液 状 化 安 全 率FLに. 図‑7地 表 面沈下率 と液状 化安全率 の関係. 換 算 し、 グ ラベ ル ドレー ン施 工 地 盤. に お け る地 盤 の 沈 下 特 性 につ い て検 討 す る。. (2) 図‑7,図‑8は. そ れ ぞ れ 、実験 結 果 か ら得 られ た. 液 状 化 安 全 率 と地 表 面 沈 下 率 お よ び 地 盤 置 換 率 の 関 係 につ いて プ ロ ッ トした もの で あ る。 これ ら の 図 を 用 い て 、本 実 験 にお け る グ ラベ ル ドレー ン に よ る改 良 地 盤 の 沈 下 特 性 お よ び そ の 抑 制 効 果 につ い て 評 価 す る。図‑7よ り、液 状 化 安 全 率 が 大 きい範 囲 内 で は 地 表 面 沈 下 率 は小 さ く、増 加 も緩 やか で あ る が 、 安 全 率 が1.2を 下 回 った 辺 りか ら 急 激 に沈 下 率 が 増加 して い る こ とか ら、地 表 面 沈 下 率 を1.0%程. 度 に 抑 え るた め に は液 状化 安 全 率. 図‑8地 盤置換率 と液状化安全 率の関係. が1.2以 上 で あ る必 要 が あ る こ とが わ か る 。ま た、 は、地 盤 置 換 率 は入 力 加 速度 が100gal程 度 で あ れ. (3)実験 結 果 よ り換 算 した 液 状 化 安 全 率 に よ って 、 改 良地盤 の沈下 特性 お よび沈 下抑 制効 果 につ い. ば 約10%、200gal程. あれ ば よ. て 評 価 した が、本 実 験 の範 囲 内 で は入 力 加 速 度 の. い こ と にな るが 、ね ば り強 さ と経 済 性 を 考 慮 す れ. 増加 に よ る安 全 率 の低 下 が 比 較 的大 き い た め 、 想. ば 、 約20%が. 定 地 震 動 お よ び経 済 面 で の 検 討 が 必 要 と思 わ れ. 図‑8に よ り液 状 化 安 全 率 が1.2以 上 とな るた め に 度 で あ れ ば約30%で. 合 理 的 で は な い か と思 わ れ る 。. る。 謝 辞:本 研 究 を遂 行 す る に あ た り、全 般 的 に貢 献. 5.ま と め. して い た だ いた(株)淺 本 研 究 で は、振 動 台 を 用 い た 液 状 化 実 験 を 行 い 、. 沼組. 金 山友 弥 氏(元 金. 沢大 学 学 生)に 、 ま た、 実 験 にお い て 協 力 を して. グ ラ ベ ル ドレー ン施 工 地 盤 に お け る 地 盤 置 換 率. い た だ い た金 沢 大 学 工 学 部 土 木 建 設 工 学 科 学 生. が過 剰 間 隙 水 圧 比 、地 表 面 沈 下 率 の 抑 制 効 果 に与. 奥 村 智 憲 氏 、後 藤 幸 司氏 に深 く感 謝 い た します 。. え る 影響 につ い て 定 性 的 に検 討 した。以 下 に そ の 参 考 文献. 結果 を ま とめ る。. 1)田中幸久 ・中島 (1)グラ ベ ル ドレー ンに よ る液 状 化 軽 減 効 果 に は 、 過 剰 間 隙水 圧 の 早 期 消 散 お よ び発 生 抑 制 が あ り、. 豊 ・坪井 英夫: 対策工法, 地盤 の. 液状化対策に関す るシ ンポジウム発表論文集, pp.15 〜40, 1991.1.. そ の様 相 は 異 な る。. 2)吉見吉昭: 砂地盤 の液状化(第 二版), 技報 堂 出版,. (2)地盤 置 換 率 が増 加 す る こ と に伴 い、最 大 過 剰 間. pp.145〜152, 1991.5. 3)グラベル ドレー ン研究会: 1993年 釧路 沖地震被害 報. 隙水 圧 比 が 減 少 す る と と も に地 表 面 沈 下 率 も抑 制 さ れ る 。 ま た 、両 者 に は 良 い相 関 が見 られ た。. ―500―. 告書(速 報),. pp.33〜50, 1993.2..
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