地震動によって生じる地盤の液状化の仕組みを説明せよ。また、液状化の発生を抑制する原理を3つ挙げ、それぞれに関して対策工法を述べよ。
■回答
1.地震動によって生じる地盤の液状化の仕組み
平時の地盤は砂などの粒子がくっついて、その隙間に水を含んでいる。地震により、地震動が繰り返されることで、互いに接触していた粒子同士の骨格がくずれ、バラバラになり、水に浮いた状態になる。
砂の粒は沈下し、水と分離し、間隙水圧が上昇、地盤の沈下や亀裂を引き起こす。
2.液状化の発生を抑制する原理と対策工法
(1)有効応力の増大
原理は密度の増大である。
対策工法は締固め工法である。
具体的には、表層締固め工法、サンドコンパクションパイル工法、振動締固め工法、静的締固め工法、動圧密工法がある。
(2)せん断変形の抑制
原理は地盤の固結である。
対策工法は固化工法である。
具体的には、浅層混合処理工法、中層混合処理工法、深層混合処理工法、薬液注入工法、生石灰パイル工法、事前混合処理工法がある。
(3)間隙水圧に関する条件改良
原理は間隙水圧の抑制・消散(遮断)を行う。
対策工法は、間隙水圧消散工法である。
具体的には、バーチカルドレーン工法、水平ドレーン工法、排水機能付鋼材工法がある。 以上
■自己評価
粒子同士のつながりを強化(有効効力増大)、地盤そのものを固める(せん断変形の抑制)、間隙水を排水(間隙水圧を低下)。
液状化はエリア全体に影響が出るので対策範囲も広いのが大変ですね。
例えば、市街地の道路だけ液状化対策をしても、周りの住居は液状化で沈下するとむしろ逆効果になりそうです。
大変、大変。