地中連続排水壁による液状化対策

Project member : M1 武田


2011311日の東日本大震災では,関東から東北地方にかけて世界最大級と言われる「液状化」が発生し,地下構造物(マンホールなど)の浮上り被害や地上構造物(住宅など)の沈下被害などが多数発生しました.

 

前田研究室では液状化地盤における側方流動の抑止や過剰間隙水圧の早期消散に着目した地上構造物の液状化対策について研究を行っております.我々の研究では環境にやさしく,軽くて摩擦性や透水性に優れたねばり強い土木資材「破砕瓦」を用いております.

破砕瓦の特性に着目して,図2に示すように構造物周辺に破砕瓦による地中連続排水壁設置することで,液状化時における構造物の沈下被害の軽減を目指し,振動台実験装置などを用いた検討を行っております


図1 差分法による表面波伝播の計算結果
図1 差分法による表面波伝播の計算結果

    液状化対策を施された改良地盤はSCP(サンドコンパクションパイル)砂杭が打設してあり,小さなスケールでみれば不均質性が高く,大きなスケールでは複合地盤としての挙動を示します.

図2 表面波探査および常時微動計測の様子
図2 表面波探査および常時微動計測の様子

 図1はSCP砂杭の置換率を変えて,地震波がどのように伝わるかを計算したものです.  本研究では両スケールを橋渡しするような動的解析手法を提案し,現行設計法で見逃していた対策メカニズムを指摘しました.

図3 地盤改良前(左)と改良後(右)の表面波探査によるせん断波(S波)の伝播速度分布
図3 地盤改良前(左)と改良後(右)の表面波探査によるせん断波(S波)の伝播速度分布

 また,図3は地盤の改良前(上)と改良後(下)の計測結果を示したものです.赤色ほど地盤が弱いことを表しており,この図から地盤改良によって地盤強度が増加したことが分かります.  このようにして空港や港湾,備蓄タンクなどで実際に調査・計測・検証を行い,表面波探査や微動計測等による簡易で適切な調査方法と設計法の検討を行っています.