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地震時の液状化アセスメントについて、その精度向上の障壁となっている要因の一つに、地盤の「年代効果」が液状化強度に及ぼす影響を適切に表現できないことが挙げられる。この年代効果は、長期圧密や地震履歴等による地盤の密度化、土粒子構造の変化、および経時的なセメンテーション効果に起因すると考えられており、特に古い地盤では相互の関係が液状化強度に影響を及ぼすが、その詳細は未解明な点が多い。また、従来の数値解析による地盤変形検討では、液状化地盤の大変形レベルの挙動が適切にモデルに反映されていないことから、得られる結果の信頼性が十分ではなかった。本研究ではこれまで、上記の液状化強度変形特性に及ぼす年代効果と大変形時の挙動に着目した室内土質試験・数値解析を行ってきた。
昨年度までの研究活動では、非塑性細粒分を含むセメンテーション効果を有しない原地盤試料を用い、原位置密度に揃えた再構成供試体を作製し、Vs計測を併用した非排水繰り返し三軸試験を実施した。これにより、土粒子構造を考慮して推定した液状化強度を用いることで、東北地方太平洋沖地震や十勝沖地震による原位置の液状化の傾向を適切に説明することができた。また、この液状化強度の推定手法が火山灰質土でも適用できること、および推定に用いるパラメータは土粒子の破砕性に依存することを明らかにした。液状化地盤の大変形挙動の検討については、両振幅軸ひずみ100%以上まで計測可能な中空ねじりせん断試験機を用いた実験により、液状化に伴うひずみの増加により限界状態線の勾配が低下する傾向が確認された。これは、液状化と共に地盤が損傷していくことを示している。また、系統的に実施した実験結果からひずみの進展による地盤のせん断抵抗角の低下をモデル化して数値解析に導入し、大変形に至る液状化試験の挙動を適切に表現することに成功した。

【研究分担者】
上田恭平	京都大学	防災研究所	助教	(Kakenデータベース)