砂層の成層構造による液状化時の水膜生成と地盤安定性への影響

概要

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砂地盤においてよく見られる成層構造が液状化時の挙動に及ぼす影響を調べるために2種類の模型実験を行った.まず, 成層構造を模擬した1次元の緩い飽和砂層の液状化実験によって, 砂層に含まれる低透水層の直下で下部から絞り出された間隙水が一時貯留されて, 容易に水膜が形成されることを示した.水膜の生成メカニズムは, 下部からの液状化による過剰間隙水の浸透力が低透水中間層をさらに上にある反力を支え得る層に押しつけることにより説明できる.次に, 水膜が液状化時の地盤安定性に及ぼす影響を模型斜面の振動実験で調べたところ, 水膜の発生しない均質砂層の流動破壊はほぼ振動中にのみ連続的なモードで生じるのに対し, 不均質砂層で水膜が発生すると, 地盤の流動破壊は過去の地震被害でしばしば見られたように震動終了後も継続し, 水膜に沿って不連続的に生じることが示された.また, 浸透力により低透水層が破られると, 上部層は局所的に再液状化し不安定化する可能性があることもわかった.このように, 砂層の不均質性に起因する液状化時の水膜の生成と, それが流動破壊のモード, タイミング, 流動量などに大きな影響を及ぼす可能性が明らかになった.
2000-06-10