体験学習のための模型装置を使用した液状化現象の視覚化とその活用について

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研究目的,研究方法学生や体験学習者の目前で液状化現象の実験を行い,その現象や地盤工学への理解を促し防災意識を高めることを目的とした。模型実験装置は,形態を検討したアクリル製の砂箱と地震の起振装置から成り,起振装置は砂箱の重量などに耐えられる装置を選定する。観測は,液状化現象を観察しつつビデオ撮影を行い,スロー再生等を投影し,その場で現象を繰返し観測する。実験後アンケート調査を行い,装置作製の意義と体験学習の効果について検討を行う。研究成果液状化現象は,実際の地震動とは違うが一方向の変動でも充分に確認できることをこれまでの経験で得ている。最初に試作した角型小型水槽の砂箱の総重量は約40kgとなった。起振装置は,その重量や負荷も考慮した横方向変動量が60mmのハイパワーで変速も可能な機種を選定した。この試作砂箱でも液状化は発生したが体験学習などで繰返し観測を行うには砂を入替え,飽和状態にする必要があり作業量が多かった。これらの改善と砂層の液状化状態の観察を容易にするために,アクリル製円筒状の砂箱を製作した。この砂箱は,アクリル底板にアクリル円筒から成り,円筒底部に水栓がついた水槽と上部の砂層とは加工した有孔板,細かい網で分けている。水圧を加えることにより底部から上部砂層に水圧が伝わり容易に飽和状態を作製でき,繰返し液状化の観察ができた。通常の観察に加え,ビデオ撮影・パソコン解析の結果をスロー再生,部分拡大などで映像・図解により理解を深めた。体験学習のアンケート結果は「興味を持った83%」「役立った83%」「親しみを感じた63%」であり,各項の「普通」の回答を加えると100%に近い値だったのでインパクトのある視覚的表現ができ目的を果たしたといえよう。しかし難易度は「難しい10%,普通73%,易しい17%」だったので地盤工学の理解や防災意識を高めるための次の課題は,さらに分かり易い表現や教授方法を構築したい。