吸水軟化による進行性破壊としての締った砂地盤における地震後液状化現象の解析

致密砂地基吸水软化渐进破坏的震后液化现象分析

基本信息

批准号：
08750608
负责人：
野田利弘
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

先般の阪神淡路大地震での広範囲かつ大規模な地盤の液状化は、液状化の起こり方に対するこれまでの教科書的理解を越えるものがいくつかあった。人工島のすべての砂が呆れるほどゆるい砂であったわけでは全然なく、また、目撃された液状化の多くは、地震後十数分もしてからようやく起こっており、液状化のすべてが、荷重がさった地震後には速やかに終息に向かったというのでは全然なかった。そこで、本研究ではなぜ飽和した密な砂地盤が地震後にようやく液状化(「遅れ破壊」)し、どのように数十分も継続して拡大してゆく(「進行性破壊」)のかを飽和した砂地盤の模型実験と数値計算により調べ、そのメカニズムを解明することが目的であった。はじめに、水槽内に入れた平面ひずみ室内模型砂地盤(深さ15cm、幅90cm)を中央部で固定矢板で仕切り、上流側で水を急速に載荷した後、水位を一定に保った。(この水深は緩速載荷の場合には浸透破壊する水深よりも僅かに高いが、急速載荷では破壊しなかった。)すると、約10秒後に砂地盤は「遅れ破壊」した。次に地盤厚さ等を模型実験のdimensionと合わせ、砂を過圧密土と見なして下負荷面カムクレイモデルを用いた水〜土連成の有限変形計算により、この密な砂地盤の遅れ破壊のシミュレーションを行った。その結果、計算でも地盤は水位を一定に保った後に十分な時間が経った後に「遅れ破壊」を示した。これらの実験と計算から、実際の密な砂地盤が、地震の終わったあとかなりの時間遅れでようやく破壊(もちろん液状化)し、破壊域の進展にも相当の時間を要した可能性があったと考察した。

最近的阪神淡路大地震造成的大范围、大规模的地面液化超出了传统教科书对液化如何发生的理解。人工岛上的沙子并非全部都松得惊人，目击到的大部分液化都是在地震发生后十多分钟才发生的，而所有的液化都是由于荷载造成的。地震发生后，这种情况很快就结束了。因此，在这项研究中，我们研究了为什么饱和的致密沙地在地震后最终液化（“延迟破裂”），以及它如何持续膨胀数十分钟（“渐进破裂”）。沙地通过模型实验和数值计算，阐明其机理。首先，将平面应变室内模型沙地（深15厘米，宽90厘米）置于水箱中，中央用固定板桩进行分区，在上游侧快速加载水后，保持水位持续的。（这个水深略高于慢速加载时会发生渗水破坏的水深，但快速加载时不会出现破坏。）然后，大约10秒后，沙地出现了“延迟破坏”。接下来，结合地层厚度等与模型实验尺寸，利用欠载表面凸轮粘土模型计算水土相互作用的有限变形，假设砂土为超固结土，则该土体的延迟断裂进行了模拟计算。结果，计算表明，在水位保持恒定后，经过足够长的时间后，地面就会发生“延迟破坏”。从这些实验和计算来看，实际的致密沙地有可能是在地震发生后经过相当长的时间延迟才最终破裂（当然是液化）的，并且破裂区域花了相当长的时间才发展起来，我认为这一点。。