液状化解析のための新たな三次元FEM解析法の開発とその応用

点击翻译按钮获取中文摘要

本年度の計画は,開発した三次元FEM解析ツールを実現場に適用し,液状化の対策に適切な地盤改良の形状と範囲,および地震時の地盤変形における改良地盤の挙動とそれが及ぼす影響を検討することである。計画では,検討対象に護岸構造物および貯油タンクをあげていた。しかし,平成23年の東北地方太平洋沖地震で発生した千葉県浦安市の大規模な液状化被害を鑑みて,検討対象をこのような住宅地に変更した。研究の主な内容は,住宅地に適した,1.液状化被害の簡易予測,および,2.格子状地盤改良の平面配列,である。液状化被害の簡易予測については,住宅地の被災程度を直接的に表現するのは地表面の沈下量を,浦安市の被災地で広範囲にわたって調査・測定を行った。従来より,実務においては液状化の規模や被害の予測にP_L値が良く用いられていた。この指標は特定の技術者でしかその意味を理解することができない。そこで,一般の住民にもわかりやすい地表面沈下量をその指標として導入すべく,簡易で精度の良い地表面沈下量の算定方法を試行し,その精度を検証した。その結果,精度の高い予測手法とするためには,液状化層の間に介在する非液状化層の扱い,細粒分の影響,ならびに計算対象の深度設定などにまだ課題があることが判明した。水平に拡がる埋立地のような住宅地を対象とした液状化対策では,深層混合処理工法の地盤改良による場合は一般格子状の平面配列が採用される。しかし,住宅地に適した廉価な対策になるような,格子数や格子の幾何形状および数改良壁の厚さや離間などは十分に研究されていなかった。そこで,新たに開発した三次元FEM解析ツールを用いて,格子状の改良壁および格子内外の地盤の挙動と対策効果のメカニズムを明らかにしながら,最適な格子状改良の諸元を設定する設計式の構築を試みた。液状化被害を受けた地域では再液状化の懸念があるものの,現在,対策工法の選定を検討している段階である。速やかな対策の着手が可能とするためには,このような設計式の策定は必要不可欠なものと考えている。