海溝型長周期地震時の鋭敏粘土地盤の被害予測法の構築

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本研究は,自然堆積粘土地盤に海溝型地震が発生した場合を想定し,高精度な被害予測手法の構築を目標としている。そのため,自然堆積粘土特有の動的性質を明らかにし,それを構成モデルの構築に役立てることにより,解析手法の高度化を図ることとしている。はじめに,大阪府大東市において,東大阪鋭敏粘土を実際にサンプリングし,物理試験,圧密試験,三軸試験等を実施し,系統的に鋭敏粘土の物理特性,力学特性を把握することを試みた。その結果,採取した粘土は,圧縮特性,せん断特性のいずれにおいても,鋭敏性の高い自然堆積粘土の典型的な性質を有しており,本研究の目的に非常に合致した実験材料であることが確かめられた。一方,自然地盤の応力状態を模擬した異方応力条件下で,繰返し直接せん断が可能である繰返し単純せん断試験装置を新たに開発した。その装置を用いて,再構成粘土とサンプリングした鋭敏粘土の繰り返し載荷試験を実施し,自然堆積粘土の動特性の把握を試みた。その結果,自然堆積粘土の繰り返しせん断強度は,自然地盤における鉛直方向の圧密降伏応力にのみ依存することが明らかになった。さらに,繰り返し載荷時の応力〜ひずみ関係にも,一定の割合でひずみの増加が見られる再構成粘土とは明らかに異なる鋭敏粘土特有の変形・強度特性が観察された。さらに,圧縮・伸張三軸ならびに繰り返し三軸試験も実施し,鋭敏粘土特有の動的性質を明らかにした。以上の実験結果を,SYSカムクレイモデルに適用した結果,静的試験については極めて高精度に実験結果を説明できるものの,自然堆積粘土の繰り返し挙動については,現状のモデルでは説明できない部分が多く残されており,本研究で構成モデルの改良を行い,より現実のデータに近い繰り返し挙動がシミュレートできることを示した。