信号ケーブル 変位計
収 録 装 置
先端コーン
重 錘
ノッキング・ヘッド
ロッド
トリガー
過剰間隙水圧
図 ‑1 試 験 方 法 ・ 装 置 の 概 要
0 10 20 30 40 50
0 200 400 600 800
過剰間隙水圧 ( kN/m2 )
地下水以浅 地下水以深
0 10 20 30 40 50
-1.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
時間 (msec)
貫入変位量 (cm)
図 ‑2 計 測 記 録 例
間 隙 水 圧 測 定 を 伴 う 動 的 貫 入 試 験 法 − そ の ５ 地 下 水 位 −
東 京 理 科 大 学 （ 応 用 地 質 (株 )） 正 会 員 ○ 澤 田 俊 一 東 京 理 科 大 学 正 会 員 塚 本 良 道 東 京 理 科 大 学 正 会 員 石 原 研 而
1. は じ め に
地 震 時 の 液 状 化 に よ る 被 害 を 予 測 す る 上 で ，地 盤 中 の 地 下 水 位 を 求 め る こ と は 重 要 な こ と で あ る ． 当 然 の こ と な が ら ，液 状 化 判 定 は 地 下 水 位 以 深 の 飽 和 土 層 を 対 象 と し て い る こ と か ら ，こ の 地 下 水 位 を 何 ら か の 方 法 で 評 価 す る 必 要 が あ る ．一 般 に 地 下 水 位 を 求 め る 方 法 と し て は ，原 位 置 で の 調 査 ボ ー リ ン グ に お い て 無 水 掘 進 を す る こ と に よ り 計 測 し て い る ．こ の こ と か ら ，液 状 化 判 定 を 目 的 と す る 原 位 置 試 験 に は 動 的 な 貫 入 抵 抗 を 計 測 す る と 同 時 に 地 下 水 位 が 評 価 で き る 調 査 方 法 が 求 め ら れ て い る ． 本 報 で は ， 開 発 し た 間 隙 水 圧 測 定 を 伴 う 動 的 貫 入 試 験 機1 )〜5 )に よ る 地 下 水 位 の 推 定 方 法 を 紹 介 す る ．
2. 間 隙 水 圧 測 定 を 伴 う 動 的 貫 入 試 験
開 発 し た 装 置 は ， こ の 動 的 打 撃 貫 入 時 の 非 排 水 条 件 下 で の 過 剰 間 隙 水 圧 応 答 を 計 測 し て ，地 盤 の 液 状 化 強 度 を 評 価 す る こ と を 目 的 と し て い る ．動 的 貫 入 時 の 瞬 時 の 貫 入 変 位 量 と 先 端 コ ー ン 部 周 辺 の 過 剰 間 隙 水 圧 を 記 録 す る た め 間 隙 水 圧 計 を 組 み 込 ん だ 先 端 コ ー ン と 貫 入 量 を 計 測 す る 変 位 計 そ し て 高 精 度 で 高 速 サ ン プ リ ン グ す る 収 録 装 置 か ら 構 成 さ れ て い る ．開 発 し た 間 隙 水 圧 測 定 を 伴 う 動 的 貫 入 試 験 装 置 を 液 状 化 ポ テ ン シ ャ ル サ ウ ン ド(Liquefaction Potential Sound; LPS)と 呼 ん で い る ．
試 験 装 置 の 概 要 を図 ‑1 に 示 す ． 試 験 方 法 は 重 錘 落 下 に よ る 動 的 貫 入 試 験 装 置 の 先 端 コ ー ン 部 に 間 隙 水 圧 計 を 設 置 し ，打 撃 時 に 発 生 す る 過 剰 間 隙 水 圧 を デ ー タ ロ ガ ー に よ り 計 測 す る シ ス テ ム で あ る ．打 撃 貫 入 装 置 に 軽 量 型 ラ ム サ ウ ン デ ィ ン グ （ ミ ニ ラ ム ）7 )を 採 用 し て い る ．
3. 地 下 水 位 の 推 定
図 ‑2 に 典 型 的 な 計 測 時 刻 歴 記 録 と し て 地 下 水 位 以 浅 と 地 下 水 位 以 深 で の 打 撃 貫 入 時 に デ ー タ 収 録 し た 過 剰 間 隙 水 圧 と 貫 入 変 位 の 時 刻 歴 例 を 示 す ．間 隙 水 圧 応 答 の 特 徴 的 な 傾 向 と し て 慣 性 力 に よ る 見 掛 け の 最 大 過 剰 間 隙 水 圧
(∆um a x) は ， 地 下 水 位 以 浅 の 場 合 に は コ ー ン 先 端 外 部 が 不
飽 和 の た め 地 盤 中 に 存 在 す る 空 気 の 存 在 に よ り 慣 性 力 に よ り ダ イ ア フ ラ ム の 変 形 を 拘 束 す る 力 が 弱 い 事 に よ り 見 掛 け 上 大 き な∆um a x が 生 じ て い る の に 対 し ， 地 下 水 位 以 深 の 場 合 に は 非 圧 縮 性 の 強 い 水 の 存 在 に よ り 慣 性 力 に よ っ て 変 形 し よ う と す る ダ イ ア フ ラ ム が 拘 束 を 受 け 見 掛 け 上
キ ー ワ ー ド 液 状 化 ， 原 位 置 試 験 ， 間 隙 水 圧
連 絡 先 〒27 8- 0 02 2 千 葉 県 野 田 市 山 崎 2 6 4 1 東 京 理 科 大 学 理 工 学 部 土 木 工 学 科 TE L 0 4- 7 12 4- 15 0 1 土木学会第60回年次学術講演会（平成17年9月）
-961- 3-482
-1 0 1 2 3 4
最大過剰間隙水圧比 (∆umax /σv)
-1 0 1 2 3 4
最大過剰間隙水圧比 (∆umax/σv)
-1 0 1 2 3 4
最大過剰間隙水圧比 (∆umax/σv)
a) Ａ 地 点 b) Ｂ 地 点 c) Ｃ 地 点
図 ‑3 代 表 地 点 に お け る 最 大 過 剰 間 隙 水 圧 比 の 深 度 方 向 分 布
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
ボーリング調査により求められた地下水位 (m)
LPS結果から推定した地下水位 (m)
図 ‑4 地 下 水 位 の 計 測 値 と 推 定 値 の 関 係
の∆um a x は 小 さ く な っ て い る ． こ の 見 掛 け 上 の∆um a x か ら 地 下 水
位 を 推 定 す る 方 法 を 紹 介 す る ．
図 ‑3 に は ， 原 位 置 で 計 測 し た 計 測 し た 代 表 的 な ３ 地 点 に お け る図 ‑2 で 説 明 し た 見 掛 け の 最 大 過 剰 間 隙 水 圧(∆um a x)を 全 上 載 圧 (σv)で 正 規 化 し た 最 大 過 剰 間 隙 水 圧 比(∆um a x/σv) を 深 度 分 布 と し て 示 し た ． 同 図 に は ，LPS 実 施 地 点 近 傍 の 調 査 ボ ー リ ン グ で 得 ら れ た 地 下 水 位 も 示 し た ． 調 査 ボ ー リ ン グ で 得 ら れ た 地 下 水 位
と∆um a x/σv が 0に 収 束 す る 深 度 と の 間 に は 良 い 相 関 が 認 め ら れ
る ． こ の 相 関 を 検 証 す る た め図 ‑4 に は ， 他 の 調 査 地 点 で も 計 測 さ れ た 地 下 水 位 と LPS 結 果 よ り 推 定 し た 地 下 水 位 の 相 関 を 示 し た ．同 図 か ら も 計 測 値 と 推 定 値 の 間 に は 良 い 相 関 が 認 め ら れ る ． 4. ま と め
原 位 置 で の 液 状 化 ポ テ ン シ ャ ル サ ウ ン ド(LPS)を 実 施 し て 得 ら れ た 最 大 過 剰 間 隙 水 圧 比(∆um a x/σv) が 1.0 を 下 回 る 深 度 と 地 下 水 位 に は 良 好 な 相 関 が 見 ら れ た ． こ の こ と に よ り ，LPS に よ り 地 下 水 位 が 推 定 で き ，実 務 上 の 液 状 化 判 定 の 基 準 と な る 飽 和 層 の 判 断 を LPS の み か ら で き る こ と を 紹 介 し た ． 今 後 も 更 な る デ ー タ の 蓄 積 を 行 い ， 推 定 方 法 の 精 度 を 高 め て 行 き た い ．
【 参 考 文 献 】
1) Sawada, S. [2004]. Estimation of liquefaction potential using dynamic penetration with pore pressure transducer, International Conference on Cyclic Behavior of Soils and Liquefaction Phenomena, Bochum, pp.305-312.
2) 澤田俊一，塚本良道，石原研而 [2004]. 間隙水圧測定を伴う動的貫入試験法−その1 試験方法・装置−，第39回地 盤工学研究発表会, 新潟, pp. 1927-1928.
3) 澤田俊一，塚本良道，石原研而 [2004]. 間隙水圧測定を伴う動的貫入試験法−その 2 室内土層実験−，土木学会第 59回年次学術講演会, 愛知, pp.815-816.
4) 澤田俊一，塚本良道，石原研而 [2004]. 間隙水圧測定を伴う動的貫入試験法−その3 原位置実験−，第48回地盤工 学シンポジウム, 東京, pp.12-20.
5) 澤田俊一，塚本良道，石原研而 [2005]. 間隙水圧測定を伴う動的貫入試験法−その4 土質分類−，第40回地盤工学 研究発表会, 函館, 投稿中.
6) Terzaghi, K. & Peck, R.B. [1948]: Soil Mechanics in Engineering Practice, pp.424-426.
7) 伊藤義行，小川重之，村田芳信，佐藤将 [2002]. 小型オートマチックラムサウンディング試験による地盤評価，第37 回地盤工学研究発表会, 大阪, pp.103-104.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
深度 (m)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
深度 (m)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
深度 (m)
11
土木学会第60回年次学術講演会（平成17年9月）
-962- 3-482
