金子 大

締固めグラベルパイル工法による宅地の液状化対策効果に関する研究

大塚悟

2011年3月11日に東北から関東地方にわたり甚大な被害をもたらした東日本大震災では,内陸部や沿岸部においては液状化による地盤変状にともなう被害が多数発生した.その中でも宅地の液状化被害では人命が失われることはないが,ライフラインの寸断,家屋の沈下によって,劣悪な生活環境に置かれる.そのため,宅地の地盤改良により液状化による被害を低減することは今後の災害対策の重要な一つとなる.
宅地における液状化対策工法として締固めグラベルパイル工法の有用性が期待されている.既往の研究や,現場実証実験から締固めグラベルパイル工法の排水効果と密度増大効果による複合液状化抑止効果が検証されている.しかし,改良体自身の効果と密度増大の効果との境界が明瞭ではなく改良効果のメカニズムが明らかではない.また,パイルを施工した場合の地盤の不同沈下への影響も明らかにされていない.本研究では,密度増大の有無による施工条件の変化,改良体自身の材料の変化により改良効果の比較を行い,改良体自身の改良効果を明らかにした.また,改良による不同沈下の検証を行い,不同沈下における設計基準との比較より改良の有用性を明らかにした.
まず,三軸圧縮試験を行い,現地試料の物理特性の調査を行った.得られた結果について三軸シミュレーションを行い,材料定数を決定後,モデル化した地盤に適用し,入力地震動,置換率の変化,密度増大の有無,透水係数の大小による改良効果の違いを見た.その結果,入力加速度が大きくなると,液状化抑止効果は密度増大効果に依存する結果となった.透水係数の差異による結果の比較では,透水係数の増大により過剰間隙水圧比が大幅に抑制された.しかし,沈下量においては密度増大を考慮した場合,透水係数の差異による改良効果の差がほとんど見られず,密度増大効果に依存するという結果となった.本工法の不同沈下における検討では,置換率を増大させ,密度増大効果を考慮することで200galほどの大きな地震動においても改良エリア内の不同沈下が設計目標値内に収まり,周辺地盤との不同沈下を生じないことが明らかとなった.2次元解析の結果より密度増大は,液状化抑止効果に大きく影響していることがわかった.しかし,2次元における密度増大の評価は実際よりも過大に評価していることが考えられた.そこで,3次元における拡径による締固めの再現を行い,現地スウェーデン試験の結果と比較することで,密度増大効果の妥当性の検証をおこなった.その結果,解析結果をよく再現でき,密度増大効果を妥当的に評価することができた�

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