土構造物の三次元応答に起因する局所的崩壊が発生する条件に関する研究

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盛土の地震被害の支配的な原因は主に,地盤の液状化や地震動である.地盤条件が同じ場合には,線状構造物である盛土の被害は連続的に生じるはずである.しかし釧路沖地震で被災した釧路川堤防では局所的に被害が発生した.申請者は振動台実験の結果から,このような被害が発生する原因が三次元応答にある可能性を明らかにしているが,現在盛土の地震応答を考える際は,横断方向の二次元的応答のみが議論されてきたため,三次元応答特性の早急な解明が望まれる.本研究では盛土の三次元応答に起因して応答が大きくなる条件や応答が大きくなる区間間隔,応答振幅を明らかにすることを目的としている.そこで17年度は盛土の三次元応答振幅と局所的に振幅が大きくなる区間間隔に及ぼす盛土形状と物性値,地盤構成とその物性値の影響を明らかにするための実験を行った.実験には牛乳とゼラチンを混合して固めて作成した模型を用いた.入力波は正弦波とし,加振周波数を10〜30Hz程度まで変化させさながら,入力振幅一定で堤防横断方向に加振した.堤防の変位は振動台上方に取り付けた高速CCDカメラで撮影し,画像解析により求めた.実験条件は堤防両端を金属製の拘束具で固定した完全固定のケースについて拘束具間隔を変化させながら行った.また比較のため自由端のケースも行った.さらに軟弱地盤がある場合のケースについても行った.その結果両端を完全に固定した場合には堤防中央付近の振幅が大きくなり,固定しなかった場合に比べて振幅が約1.2倍程度になることが分かった.また堤防両端の固定端の間隔が短くなると,振幅が小さくなり,天端に現れる波の波長も理論値と合わなくなってくることが分かった.