杭基礎のための液状化と地盤流動対策に関する模型振動台実験

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今年度、2シリーズの斜面上の郡杭模型の振動台実験を実施した。模型寸法は幅:270cm、奥行き:40cm、地盤高さ:35cm(杭の設置部)である。郡杭模型には3x3の杭(直径:2.5cm、長さ:35cm、杭間距離:9cm)を使用し、杭の曲げモーメントを測定することで杭の変位及び杭に作用する土圧を算定した。また杭の上流側と下流側に地中変位計を設置し、地盤変位及び変位速度を求めている。加振には300gal、10Hzの正弦波を使用した。初めに、細粒分を含む有楽町層砂(D_<50>=0.19mm, Fc=20.4%)を用いて、相対密度と斜面勾配を変えた3ケースの実験を行った。ここで、相対密度が低いものほど流動化しやすく、勾配のきつい斜面ほど杭に作用する土圧は大きくなる。この実験条件は、Case1-1(相対密度:60%、斜面勾配:3%)、Case1-2(60%、1.5%)、Case1-3(30%、3%)である。次に、互層地盤上の杭の挙動を見るために2ケースの互層地盤の実験を実施した。Case2-1は表層に有楽町層砂、下層に珪砂(D_<50>=0.58mm)を用いた2層地盤、Case2-2は表層から豊浦珪砂(D_<50>=0.18mm)、珪砂、豊浦珪砂、珪砂からなる4層地盤である。地盤の相対密度は40%、斜面勾配は3.6%である。1シリーズ目の実験結果から、郡杭に作用する土圧分布が上流側と下流側で大きく異なることが分かつた。上流側では杭上部に土圧が集中し、下流側では杭下部で土圧が大きくなった。また上流側に作用する土圧と地盤の変位速度には線形の相関が見られることがわかった。2シリーズ目の実験から、表層地盤では過剰間隙水圧は然程上昇せず(間隙水圧比で0.5程度)、その下の2層目の地盤において過剰間隙水圧が大きく上昇した(間隙水圧比で0.9-1.0)。この結果、表層地盤とその下の層間で大きな相対変位が生じることを確認した。