上 下 動 を 考 慮 し た ケ ー ソ ン 式 岸 壁 の 地 震 時挙 動 に 関 す る 実 験
4
0
0
全文
(2) 図‑1実. 験概 要 図. 実験 模 型 の ケ ー ソ ン背後 地 盤 、 置換 砂 層 に は珪 砂 5号(平. 均 粒 径D50=0.4㎜ 、 均 等 係 数Uc=1.7)、 マ ウ. ン ドお よ び裏 込 め に は砕 石5号(最 大 粒 径Dmax=25 ㎜)を 用 い た。 基 礎 地 盤 は 、砂 と砕 石 を混 合 した も の を十 分 締 固 め、 液 状 化 しな い もの を作 成 した。 基 礎 地盤 表 面 に不 透 水 層 と してベ ン トナイ トを 使 用 し た粘 土 層 を作 成 し、そ の上 を ビニ ール シ ー トで 覆 い 、 水 が 基 礎 地 盤 へ 進 入 す るの を 防 止 した 。 本 実 験 に 用 い た入 力 波 は3Hzの 正弦波で 、加振 時 間 は5秒 間 で あ る。 測 定 項 目は、 入 力 加 速 度 、 ケ ー ソ ンの 応 答 加 速 度 、 応 答 変 位 、 置 換 砂 層 と背後 地 盤 の応 答加 速 度 、 間 隙 水 圧 、 お よび ケ ー ソ ン壁 面 に 作 用 す る 土 圧 で あ る。 本 実 験 で は水 平動 を ケ ー ソ ン法 線 に垂 直 、平 行 に 加 振 した 実験 を行 い 、 ケ ー ソ ンの 変 位量 に どの よ う な違 いが あ る か検 討 す る 。 また 、 背 後地 盤 が ゆ る詰 め の場 合 と締 固 め た場 合 の 両者 につ い て実 験 を 行 い、 背後 地 盤 の液 状 化 が ケ ー ソ ン変 位 に及 ぼす 影 響 を調 べ る。 さ らに 、上 下 動 と水 平動 の位 相 差 に よ り、 ケ ー ソ ン変 位 に与 え る影 響 を 調べ る 。 な お、 実 験 で は. 図‑2入. 力 ・応 答 加 速 度 の 時 刻 歴 の 一 例. 置 換 砂 層 お よ び背 後 地 盤 が 、 と も に ゆ る詰 め 地 盤. 3.実. (Dr=0.31)と 締 固 め 地 盤(Dr=0.65)の2種 類の地 盤 を 作 成 して い る。 ゆ る詰 め地 盤 は水 中落 下 法 に よ. (1)実 験 結 果 の 一 例. り作 成 した地 盤 で あ り、 締 固 め地 盤 は数 十 回 突 き固 め を 行 っ た地 盤 で あ る。. 験結果及び考察. 入 力 加 速 度 お よ び ケ ー ソ ン直 下 の 置 換 砂 層(A2)、 背後 地 盤(44)の応 答 加 速 度 時 刻 歴 の 一 例 を 図‑2に 示 す 。 ま た、 置 換砂 層(W2)、 背 後 地 盤(W4)に お け る過 剰 間 隙水 圧 の 時刻 歴 を図‑3に 示 す 。. ―902―.
(3) 図‑5背. 図‑3過. 後 地 盤(W4)で. 剰 間 隙水 圧 の 時刻 歴 の一 例. (入 力 水 平 動150gal,入. 力 上 下 動300gal). 図‑6水 図‑ 4ケ. の過 剰 間 隙水 圧 の 最大 値. 平 入 力 加 速度 とケ ー ソ ン水 平 変 位. ー ソ ン水 平 変 位 の 時 刻 歴 の 一 例. (入 力 水 平 動150gal,入. 全液 状 化 が起 って い る こ とが わ か る 。 した が って、. 力 上 下 動300gal). ケ ー ソ ンの水 平 変 位 を発 生 させ た 要 因 と して は 、 ケ ー ソ ンに 作用 す る慣 性 力 の み で は な くケ ー ソ ン背後 ケ ー ソ ンか ら約70cm離 剰 間 隙水 圧(環)の. れ た背 後 地 盤 にお け る過. 時 刻 歴 か ら、 加 振 後 約1秒. に. 地 盤 の過 剰 間 隙水 圧 の 上 昇 に よる側 方流 動 も考 え ら れ る。. お い て過 剰 間 隙 水 圧 が 最 大 とな っ て い る こ とが わ か る。 また 、 これ と同時 に 、応 答 加 速 度 の 時刻 歴 にお い て加 速 度 波 形 の振 幅 が 小 さ くな って い る こ とか ら、 地 盤 の 支 持 力 が 急 激 に減 少 して い る こ とが わ か る。. (2)背 後 地 盤 にお け る 液 状 化 の 有 無 に よ る ケ‑ソ ン 変 位 の 比較 つ ぎ に、 背後 地盤 が 液状 化 す る 場 合 と しな い 場合. す な わ ち、 過 剰 間隙 水 圧 が最 大 とな って い る時 間は 地 盤 の 支 持 力 が 最 も減 少 して い る 時 間 と一 致 し、 地. につ い て 、 ケ ー ソ ン式 岸壁 の挙 動 を 比較 検 討 す る 。. 盤 中 の液 状 化 の 程 度 が 最 も大 き くな って い る時 間 と. 大 値 を 示 して い る。 ● 及 び ○ で 示 す ゆ る詰 め で 作成 した 地盤 は、加 振 方 向 に関 わ らず 、 過剰 間 隙水 圧 の. 考 え られ る。 一 方 、 置 換 砂 層 にお け る過 剰 間隙 水 圧 (W2)は. 、 ほ とん ど上 昇 して い な い 。本 実 験 で は、. 置 換砂 層 厚 が 薄 く、 置 換 砂 層 上 の マ ウ ン ドお よ びケ ー ソ ンか ら加 わ る有 効 上 載 圧 の影 響 に よ って 、 過 剰 間 隙水 圧 が 上 昇 しな か った の で は な い か と思 わ れ る 。 図‑4は. 、 ケ ー ソ ンの 水 平 変 位 の 時 刻 歴 を示 し た. 図‑5は 、背 後 地 盤 にお け る過 剰 間 隙水 圧 比 の 最. 最 大 値 は 大 き く、 ほ ぼ 完 全 液 状 化 して い る。 一 方 、 ▲ で 示 した締 固 め地 盤 で は 、 過 剰 間 隙水 圧 は ほ とん ど上 昇 して お らず液 状 化 して い な い 。 図‑6に 、 この と き の ケ ー ソ ン変 位 と入 力 加 速 度 との 関係 を 示す 。. もの で あ る。 ケ ー ソ ンは 加 振 開始 と 同時 に急 激 に変. また 、 同図 よ り背後 地盤 を 締 固 め た実 験 、 す な わ. 位 す る の で は な く、 徐 々 に水 平 方 向 に移 動 し して い. ち、 背後 地盤 に お い て 液 状 化 が 起 こ らな い 実 験 にお い て は1cm程 度 の変 位 しか 生 じて い な いが 、 液 状 化. る 。加 振 終 了 時 の水 平 変 位 は 約3.2cmを 記 録 した。 こ こで 、 ケ ー ソ ンの 水 平 変 位 の 原 因を 検 討 す る。 3、図‑4よ. り、 ケ ー ソ ン背 後 地 盤 で は 、 ほ ぼ 完 図‑. ―903―. の 生 ず る 場 合 は 、 ケ ー ソ ン法 線 に直 角 方 向 に加 振 す る と、3cm以 上 の 変 位 を 生 ず る こ とが わ か る。 こ の.
(4) 図‑8位. 4.結 図‑7水. 相差 の違 い に よ る加振 方 向. 論. 平 動 と上 下 動 の位 相 差 に よ るケ ー ソ ン変 位. ケ ー ソ ン式岸 壁 の模 型 振 動 実験 か ら以 下 の 結 論 を こ とか ら、 ケ ー ソ ンを 変 位 させ る要 因 と して は 液状. 得た。. 化 の 影 響 が 大 き い よ うに思 わ れ る。 しか し、 ケ ー ソ ン法 線 に 平 行 方 向 に加 振 、 す な わ ち、 ケ ー ソ ンが傾. (1)背. ケ ー ソ ンは 液 状 化 の 影 響 を 強 く受 け る の で ケ ー ソ ン変 位 は 大 き くな った と思 わ れ る 。. 斜不 可能 な 方 向 に慣 性 力 を 受 ける様 に加 振 した場 合 、 ケ ー ソ ン変 位 は 比 較 的 小 さ くな って い る。以 上 よ り、 ケ ー ソ ンが 傾 斜 す る の は 、 背 後 地 盤 の 液状 化 の影 響. 後 地 盤 が ゆ る詰 め の 場 合 は、 締 固 め た場 合 よ り大 き な ケ ー ソ ン水 平 変 位 が 生 じて い る 。. (2)ケ. だ け で は な く、ケ ー ソ ンに作 用す る 慣性 力 の影 響 も、 ケ ー ソ ンの水 平 変 位 増 大 の一 因 で あ る と考 え られ る。. ー ソ ンが 傾 斜 可 能 な方 向 に慣 性 力 を 受 け る 場 合 よ り も、 慣 性 力 を受 け な い 場 合 の 方 が 、 ケ ー ソ ン水 平 変 位 は 非 常 に小 さ い の で 、 慣 性 力 もケ ー ソ ン に変 位 を及 ぼ す 要 因 の一 つ で あ る。. (3)水 平 動 と 上 下 動 の違 い に よ る ケ ー ソ ン変 位 の 比 上 下 動 の影 響 を考 え る上 で 、上 下 動 と水 平 動 の 位. (3)ケ. ー ソ ンの 挙 動 に は 、 上 下 動 と水 平 動 の 位 相 差 も影 響 が あ る と思 わ れ 、 上 下 動 が ケ ー ソ ン. 相 差 が ケ ー ソ ンに与 え る影 響 につ い て調 べ た。図‑7. の 重 量 を軽 くす る方 向 に作 用 した 時 に 水 平 動. 較. は水 平 動 と上 下 動 の 位 相 差 の違 い に よ るケ ー ソ ンの. が 作 用 す る 場 合 に は 、 ケ ー ソ ンの 変 位 が 増 大. 変 位 量 を表 した もの で あ る。水 平100galで. す る。. は入 力. 加 速 度 が 小 さ い た め 顕 著 な 差 は見 られ な い 。 水 平 150galで は 位 相 差 に よ り違 い が 見 られ 、位 相 差0。 に比 べ 位 相 差180° の方 が ケ ー ソ ンの変 位 量 が 大 き くな って い る こ とが わ か る。 本 実 験 にお け る位 相 差. 参考文献 1) (社)地 盤 工 学 会 阪神 大 震 災 調 査 委 員 会: 阪神 ・. 180° の場 合 とは、 図‑8に 示す よ うに ケ ー ソ ンの 重. 淡 路 大震 災 調 査 報 告 書 (解 説編) 1996.3. 2) 運 輸 省 港 湾 技 術 研 究 所: 阪 神 ・淡 路 大 震 災 に よ. 量 を 減 らす 方 向 に上 下 動 が加 わ った 時 に、 開放 面 で あ る海 側 上 方 に慣 性 力 が 加 わ る もの で あ る。 こ の場. る港 湾 施 設 等 被 害 状 況 調 査 報 告 書(第2集). 合 に、 重 力 式 構 造 物 で あ るケ ー ソ ンは移 動 しや す く. 1995. 10.. ,. な るの で 、 ケ ー ソ ンの変 位 量 が 大 き くな る と考 え ら. 3) 井 合. れる。 ま た 、 背 後 地 盤 を 締 固め る こ とに よ り液 状 化 の 影. 学会 誌, vol.80, 1995.6. 4) 建設 省 建 築研 究 所: 平 成7年. 響 を な く し、 水 平 動 と上 下 動 の 位 相 差 の 影 響 だ けを 調 べ た 。 この 場 合 にお い て も位 相 差0。 よ りも位 相. 害報 告(速 報) , 1995.2. 5) 神 戸 市 開発 局: 兵 庫 県 南 部 地 震 に よ る 埋 立 地 盤. 差180° の 方 が ケ ー ソ ンの 変 位 量 が 大 きい 。 した が. 変状 調 査, 1995.8. 6) 千 葉 工 業 大 学: 阪 神 ・淡 路 大 震 災 調 査 報 告 集,. って 、上 下 動 と水 平 動 の 位 相 差 に よ りケ ー ソ ンの変. 兵 庫 県南 部 地震 被. 1995. 12.. 位量 に違 い が あ る こ とが わか った 。 す な わ ち、 ケ ー ソ ンに作 用 す る慣性 力 の 方 向の 影 響 を 受 けやす い と. 進: ケ ー ソ ン式岸 壁 の被 害 の特 徴, 土 木. 7). (株) 大 林 組 技 術 研 究 所: 平 成7年. (1995年). 兵 庫 県南 部 地 震 被 害 調 査 報 告 書, 1995.3.. い う こ とが 明 らか に な った 。. ―904―.
(5)
関連したドキュメント
