排水機能付矢板による河川堤防の地震被害抑止機構と限界状態設計法の確立に関する研究

本研究では、盛土-飽和砂地盤系の地震時液状化被害抑止工法として排水機能付矢板締切工法に着目し、矢板打設による系の安定性向上効果について塑性論的考察を加えた。まず、盛土-地盤-(排水機能付)矢板系の地震時における過剰間隙水圧応答を追跡するために、(1)繰り返し載荷に伴う土の塑性体積ひずみの蓄積過程をせん断変形履歴との相互関係を無視して規定の関数でモデル化する、(2)せん断振動成分を無視して漸増塑性体積変化のみを考慮する、ことにより、地震載荷中の地盤内過剰間隙圧応答を部分排水問題として捉え、内部生成項を含む圧密型方程式で定式化した。これを数値的に解くことにより、矢板の排水機能付加による地盤内過剰間隙水圧の低減効果を試算した。次に過剰間隙水圧の上昇や地震による慣性力を考慮した盛土-地盤-矢板系の塑性安定解析法を展開し、矢板による補強なしの場合、普通矢板設置の場合、および排水機能付矢板との場合における解析結果を比較することにより、系の安定性に及ぼす矢板打設と排水機能付加の効果を検討した。矢板を含む安定解析では、矢板上で塑性ヒンジが発生し、それに伴い矢板両側地盤が塑性流動を生じる破壊モードを仮定した。特定ケースに対する過剰間隙圧応答解析の結果、矢板に排水機能を付加することにより、矢板近傍(矢板より1m程度)において過剰間隙水圧の低減効果が認められた。また過剰間隙水圧応答の解析結果を用いて、提案した安定解析法に基づき盛土-地盤(-矢板)系の崩壊水平震度を試算した結果、矢板の挿入により系の安定性は大きく向上するのに対し、排水機能付加による安定性改善効果は顕著には表れなかった。

本研究では、盛土-飽和砂地盤系の地震時液状化被害抑止工法として排水機能付矢板締切工法に着目し、矢板打設による系の安定性向上効果について塑性論的考察を加えた。まず、盛土-地盤-(排水機能付)矢板系の地震時における過剰間隙水圧応答を追跡するために、(1)繰り返し載荷に伴う土の塑性体積ひずみの蓄積過程をせん断変形履歴との相互関係を無視して規定の関数でモデル化する、(2)せん断振動成分を無視して漸増塑性体積変化のみを考慮する、ことにより、地震載荷中の地盤内過剰間隙圧応答を部分排水問題として捉え、内部生成項を含む圧密型方程式で定式化した。これを数値的に解くことにより、矢板の排水機能付加による地盤内過剰間隙水圧の低減効果を試算した。次に過剰間隙水圧の上昇や地震による慣性力を考慮した盛土-地盤-矢板系の塑性安定解析法を展開し、矢板による補強なしの場合、普通矢板設置の場合、および排水機能付矢板との場合における解析結果を比較することにより、系の安定性に及ぼす矢板打設と排水機能付加の効果を検討した。矢板を含む安定解析では、矢板上で塑性ヒンジが発生し、それに伴い矢板両側地盤が塑性流動を生じる破壊モードを仮定した。特定ケースに対する過剰間隙圧応答解析の結果、矢板に排水機能を付加することにより、矢板近傍(矢板より1m程度)において過剰間隙水圧の低減効果が認められた。また過剰間隙水圧応答の解析結果を用いて、提案した安定解析法に基づき盛土-地盤(-矢板)系の崩壊水平震度を試算した結果、矢板の挿入により系の安定性は大きく向上するのに対し、排水機能付加による安定性改善効果は顕著には表れなかった。