地震時における砂・粘土互層地盤の液状化および沈下特性に関する研究

一般の自然地盤は粘土層や砂層の互層地盤である場合が多い。地震等のような繰返し載荷によって下部の砂層が液状化を起こしても,その上部に厚い粘土層が存在している場合,地表面での被害(噴砂、沈下等)が少ないという現場検証による報告がある。この様な複合地盤の非排水状態での繰返し変形特性(過剰間隙水圧の消散による後続沈下特性)はお互いの層の影響度合いに依存するものと考えられる。本研究では,室内試験レベルで(a)粘土層で砂層を挟んだ複合供試体を用いて非排水繰返し三軸試験を行い,互層地盤全体の変形特性および各層の変形,過剰間隙水圧の蓄積特性,(b)排水層の違いのよる過剰間隙水圧の消散に伴う圧密沈下特性について調べた。以下、本研究で得られた主な結論を示す。1.粘土のみの繰返し強度は砂のみ及び砂層を挟む粘土のそれより大きい。砂層を挟む粘土層の繰返し強度は砂のみのそれよりやや大きいが大差はなく、また砂層の厚さにも依存しない。2.応力比が大きい場合、粘土層の水圧があまり発生しないのに、砂層の水圧が大きくなるため、砂層のひずみのみが卓越する。3.複合地盤の繰返し載荷後の初期沈下特性は排水層に依存するが、砂層や粘土層の蓄積水圧が同じであれば最終沈下が生じるまでの時間はほぼ同じである。

一般の自然地盤は粘土層や砂層の互層地盤である場合が多い。地震等のような繰返し載荷によって下部の砂層が液状化を起こしても,その上部に厚い粘土層が存在している場合,地表面での被害(噴砂、沈下等)が少ないという現場検証による報告がある。この様な複合地盤の非排水状態での繰返し変形特性(過剰間隙水圧の消散による後続沈下特性)はお互いの層の影響度合いに依存するものと考えられる。本研究では,室内試験レベルで(a)粘土層で砂層を挟んだ複合供試体を用いて非排水繰返し三軸試験を行い,互層地盤全体の変形特性および各層の変形,過剰間隙水圧の蓄積特性,(b)排水層の違いのよる過剰間隙水圧の消散に伴う圧密沈下特性について調べた。以下、本研究で得られた主な結論を示す。1.粘土のみの繰返し強度は砂のみ及び砂層を挟む粘土のそれより大きい。砂層を挟む粘土層の繰返し強度は砂のみのそれよりやや大きいが大差はなく、また砂層の厚さにも依存しない。2.応力比が大きい場合、粘土層の水圧があまり発生しないのに、砂層の水圧が大きくなるため、砂層のひずみのみが卓越する。3.複合地盤の繰返し載荷後の初期沈下特性は排水層に依存するが、砂層や粘土層の蓄積水圧が同じであれば最終沈下が生じるまでの時間はほぼ同じである。