氏  名:松岡知弥

論文題目:応力履歴を与えた砂質土のせん断波速度と液状化強度の関連について

指導教員:豊田浩史

 波動伝播特性を利用して,低コストかつ非破壊で地盤構造を求めることができる表面波探査試験が近年注目を集めている.この試験から得られるせん断弾性波速度VsはN値や土の物性値と関連性の高いパラメータであるため,その関係を活用した地盤評価システムの開発が進められている.特に,近年問題になっている,宅地地盤の液状化問題に活用することは,大規模な地震に備えて急務であるといえる.本来,砂地盤において原位置の液状化強度を求めるためには,不攪乱試料を凍結サンプリングする必要があるが,調査費用が高いことが問題となっており,凍結サンプリングに替わる簡便かつ安価な調査手法が模索されている.液状化強度は既往の研究より,密度や拘束圧(土被り圧,K0値),過去の履歴(過圧密,異方圧密),堆積年代効果などに影響することが明らかにされている.一方で,Vsは間隙比や拘束圧に依存していることが既往の研究より明らかにされているが,応力履歴によってVsにどれだけの影響をもたらすかという研究報告はあまりない.本論文では,上記の趣旨に基づき,液状化を起こす固結していない地盤を対象とし,応力履歴(過圧密履歴,せん断履歴)を受けた地盤を想定して室内試験を行い,Vsと液状化強度比RLの関係を求めた.そして,Vsに対する応力履歴の影響を考慮し,Vsが液状化予測手法の判断材料としてどの程度有益であるかについて行った実験的検討の成果をまとめたものである.以下に本研究で得られた知見を述べる.
1. 砂試料に応力履歴を与えることで液状化強度比は増加するがせん断弾性波速度は変化しない.なお,応力履歴の与え方が異なっていても同様のことがいえる.つまり,液状化強度とせん断弾性波速度にはある程度相関関係があるものの,地盤の応力履歴の情報を把握することは難しい.
2. 応力履歴によって,液状化判定が数段階変化する場合もあるため,せん断弾性波速度の情報のみで,液状化判定することは,著しく精度が下がる場合もある.これらの結果より,不攪乱試料の採取と液状化試験が必要である.
3. 通常,要素試験による繰返し回数20回の液状化強度が使用されるが,震動時間の長い大規模地震には,繰返し回数100回の液状化強度を用いる方が,現象を説明できそうである.

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