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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750608/
• 关键词: 水〜土連成; 有限変形理論; 液状化; 進行性破壊; 密な砂; 遅れ破壊; 有限要素法; 浸透破壊; 水〜土連成; 有限変形理論; 液状化; 進行性破壊; 密な砂; 遅れ破壊; 有限要素法; 浸透破壊

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。

在最近的汉辛 - 阿瓦吉地震期间，地面的广泛而大规模的液化已经超过了先前对液化如何发生的教科书的理解。并非所有人造岛上的沙子都令人震惊，而见证的大部分液化只是发生在地震发生后约十分钟，而根本没有发生，所有的液化都在装满地震后立即终结。因此，这项研究旨在研究地震后饱和的沙质地面最终变成液化（“延迟裂缝”），并通过模型实验和在饱和的沙质地面上连续膨胀几分钟（“渐进骨折”），并阐明机制。首先，将水族馆内部的平坦室室室型沙质地面（15厘米深，宽90厘米）在中心隔开，并在上游迅速将水填充，并且水位保持恒定。 （在加载缓慢的情况下，这种水深度略高于水深会渗透和破坏，但在迅速装载的情况下并没有破坏。）大约10秒后，沙质地面“被延迟摧毁”。接下来，将土壤厚度和其他因素与模型实验的尺寸结合在一起，并通过使用较低的载荷表面粘土模型的有限变形计算来模拟这种密集的沙质地面的延迟断裂，并将其视为过度固定的土壤。结果，计算表明，在保持水位常数后已经过了足够的时间后，地面有“延迟的破坏”。从这些实验和计算中，人们认为地震结束后，实际密集的沙质地面最终破裂（当然是液化），并且可能需要花费大量时间才能使破坏面积进展。