(57)【要約】【課題】砂質地盤に対し、薬液注入による地震時の液状化防止対策として使用する薬液濃度を、容易に、かつ適切に決定可能な薬液濃度の決定方法を提供する。【解決手段】改良しようとする現地土砂の液状化強化度Ｒを設定し、使用薬液を決め、現地で薬液注入した土砂の液状化強度と現地で薬液注入した土砂の一軸圧縮強度との相関関係を求め、その相関関係から、液状化強度Ｒに対する一軸圧縮強度を求め、次いで同じ薬液の濃度を種々変えて室内で供試体を作り、各供試体から、先に設定した液状化強度Ｒと一軸圧縮強度との関係を満足し、かつ現地で薬液注入した土砂の一軸圧縮強度と室内で作成した供試体との関係を満足する供試体を選び、その供試体の薬液の濃度を決定すること。【選択図】        図１
2004196899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
改良しようとする現地土砂の液状化強化度Ｒを下記（１）式に基づき設定し、そして使用する薬液を決め、その使用する薬液によって決まる下記（２）式の係数を事前に求め、現地で薬液注入した土砂の液状化強度と現地で薬液注入した土砂の一軸圧縮強度との相関関係を把握し、その相関関係から、前記液状化強度Ｒに対応する一軸圧縮強度を求め、次いで同じ薬液の濃度を種々変えて、一定拘束圧力条件下でモールド内に現地と同じ相対密度にて詰めた現地で採取した土砂に薬液を注入させ、養生時にも拘束圧を作用可能に薬液注入供試体を種々作り、各供試体のうちから、先に設定した現地で薬液注入した土砂の液状化強度Ｒと、先に求めた現地で薬液注入した土砂の一軸圧縮強度との関係を満足し、かつ下記（２）式の関係を満足する供試体を選び、その供試体の薬液の濃度をもって、使用する薬液の濃度を決定する薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
【数１】
2004196899.tif 000006
ＦL ＝液状化に対する抵抗率、Ｒ＝液状化強度、
Ｌ＝地震時せん断応力比
2004196899.tif 000007
【請求項２】
請求項１における薬液注入供試体を、上部と下部をフランジで固定したモールドの内壁にグリースを塗布し、現地で採取した乾燥砂を目標とする相対密度で計量してそのモールド内へ投入し、モールド内を摺動するピストンを所定高さまで下げてフランジ上部を固定し、モールド下部の注入バルブとモールド上部の排出バルブを開き、モールド下部より炭酸ガスを送り込んでモールド内の間隙の空気を炭酸ガスに置換えた後、脱気水が供試体全体に行き渡るように浸透させた後、空気圧で上記ピストンに所定の圧力を加え、モールド下部より薬液を注入し、排掖の屈折率を測定することにより間隙水が薬液に置換されたことを確認し、モールド下部の注入バルブを閉め、モールド上部の排出バルブを開いた状態でピストンへの圧力を保持し、恒温室で養生の後取り出して作る請求項１記載の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として砂質地盤の液状化対策として、その地盤を薬液注入により硬化させて、地震発生時等のための強度を高める安定化処理工法において、注入する薬液の濃度を選定するための薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地盤の液状化対策として薬液を砂質地盤に注入して固めることによって、地震発生時等にも地盤が液状化しないようにする工法が行なわれているが、本来薬液の注入に当たっては、その砂質地盤に対してどの程度の濃度の薬液を注入すれば良いか決める手法は確立されていなかった。
【０００３】
一方、本発明者等は、薬液注入により改良された地盤の液状化強度、一軸圧縮強度との関係を調査した結果、これら両者の間には高い相関関係があることが確認された。
【０００４】
そこで、現地土砂で液状化防止に必要な一軸圧縮強度が得られる注入薬液の濃度を現地土砂のサンプルの供試体を室内試験で求めることにより、その現地土砂に必要とされる薬液の濃度を決定可能であることに着目して本発明に到達した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、主として砂質地盤に対し、薬液注入による地震時等の液状化防止対策として使用する薬液濃度を、容易にかつ適切に決定することが可能な薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、改良しようとする現地土砂の液状化強化度Ｒを下記（１）式に基づき設定し、そして使用する薬液を決め、その使用する薬液によって決まる下記（２）式の係数を事前に求め、現地で薬液注入した土砂の液状化強度と現地で薬液注入した土砂の一軸圧縮強度との相関関係を把握し、その相関関係から、前記液状化強度Ｒに対応する一軸圧縮強度を求め、次いで同じ薬液の濃度を種々変えて、一定拘束圧力条件下でモールド内に現地と同じ相対密度にて詰めた現地で採取した土砂に薬液を注入させ、養生時にも拘束圧を作用可能に薬液注入供試体を種々作り、各供試体のうちから、先に設定した現地で薬液注入した土砂の液状化強度Ｒと、先に求めた現地で薬液注入した土砂の一軸圧縮強度との関係を満足し、かつ下記（２）式の関係を満足する供試体を選び、その供試体の薬液の濃度をもって使用する薬液の濃度を決定する薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法からなる。
【０００７】
【数２】
2004196899.tif 000003
【０００８】
ＦL ＝液状化に対する抵抗率、Ｒ＝液状化強度、
Ｌ＝地震時せん断応力比
2004196899.tif 000004
【０００９】
さらに本発明は、上記の発明における薬液注入供試体を、上部と下部をフランジで固定したモールドの内壁にグリースを塗布し、現地で採取した乾燥砂を目標とする相対密度で計量してそのモールド内へ投入し、モールド内を摺動するピストンを所定高さまで下げてフランジ上部を固定し、モールド下部の注入バルブとモールド上部の排出バルブを開き、モールド下部より炭酸ガスを送り込んでモールド内の間隙の空気を炭酸ガスに置換えた後、脱気水が供試体全体に行き渡るように浸透させた後、空気圧で上記ピストンに所定の圧力を加え、モールド下部より薬液を注入し、排掖の屈折率を測定することにより間隙水が薬液に置換されたことを確認し、モールド下部の注入バルブを閉め、モールド上部の排出バルブを開いた状態でピストンへの圧力を保持し、恒温室で養生の後取り出すことで作るようにする薬液浸透注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法からなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の薬液濃度の決定方法の実施の形態につき説明すると、まず液状化防止のために改良しようとする現地土砂の液状化強度Ｒを、下記式（１）における液状化に対する抵抗率ＦL が１以上になるような動的せん断強度、即ち液状化強度Ｒを設定する。
【００１１】
【数３】
2004196899.tif 000005
ここで、Ｌ＝地震時せん断応力比（別途定められている地域ごとの地震の大きさから決まる）
【００１２】
そして、土質改良に使用する薬液を決め、その使用する薬液によって決まる現地で薬液注入した土砂の一軸圧縮強度ｑｕ（現地）と室内で作成した供試体の一軸圧縮強度ｑｕ（室内）との式（２）、即ち；
ｑｕ（現地）＝係数×ｑｕ（室内）・・・（２）
の係数を事前に求めておく。
【００１３】
この係数は使用される薬液及び注入方法によって経験的に求められるものであり、例えばこの実施形態で使用された商品名；パーマロックＡＳＦIIを使用して浸透注入した場合の係数は1/2 であるから、ｑｕ（現地）＝ 1/2  ×ｑｕ（室内）となる。
【００１４】
２８日後に現地で採取された改良体を対象として実施した現地で薬液注入した土砂の液状化強度Ｒと現地で薬液注入した土砂の一軸圧縮強度との試験結果を図１のごとくグラフ化し、この図１のグラフから、現地で薬液注入した土砂の液状化強度Ｒに対応する現地で薬液注入した土砂の一軸圧縮強度を求める。即ちＲ＝０．８の場合は一軸圧縮強度ｑｕは１７０で求められる。なお、現地で薬液注入した土砂の液状化強度Ｒは繰り返し非排水ねじりせん断試験により求めている。
【００１５】
ここで、上記の液状化強度Ｒと一軸圧縮強度との間には、図１に示すような高い相関関係があることは前述のごとく既に確認されている。
【００１６】
次いで、同じ薬液の濃度を種々変えて、一定拘束圧力条件下でモールド内に現地と同じ相対密度にて詰めた現地で採取した土砂に同じ薬液を注入させ、養生時にも拘束圧を作用可能に薬液供試体を種々作り、各供試体のうちから、先に設定した現地で薬液注入した土砂の液状化強度Ｒと、先に求めた現地で薬液注入した土砂の一軸圧縮強度との関係を満足し、かつ上記（２）式の関係を満足する供試体を選び、その供試体の薬液の濃度をもって使用する薬液の濃度とし、使用薬液の濃度を決定する。
【００１７】
したがって、この実施形態では、図１のグラフより目標とする動的せん断強度、即ち液状化強度Ｒが０．８に対し、現地で薬液注入した土砂の一軸圧縮強度は１７０（ｋＰａ）となるので、例えば商品名：パーマロックＡＳＦIIを使用して浸透注入した場合は、室内で作成した供試体の一軸圧縮強度ｑｕ（室内）は３４０（ｋＰａ）となる。
【００１８】
次に、上記の一定拘束圧力条件下でモールド内に詰めた土砂に薬液を浸透させ、養生時にも拘束圧を作用可能に薬液浸透供試体を作る装置の具体的な実施形態につき図２を参照して説明する。
【００１９】
即ち、図２の実施形態の装置は、タイロット２６を介して上部フランジ３と下部フランジ４で上下を固定した筒状のアクリル管等からなるモールド１と、上部フランジ３をピストンロッド２７が貫通し、モールド１内を摺動するピストン１７とからなり、さらにモールド１の下部の注入孔から炭酸ガス、脱気水および薬液をそれぞれ適宜なタイミングで送入可能な注入バルブ６を配設し、かつモールド１上部に上部コック等の排液用排出バルブ５を配設することにより構成されている。
【００２０】
次に、図２に示すこの実施形態の装置による安定化処理土供試体を製造する手順につき説明すると、まず上部フランジ３と下部フランジ４とで固定した上記モールド１の内壁にグリースを塗布の上、図中２５で示している摩擦低減用シートとしてポリエチレン製のシートを設置した後、現地で採取した乾燥砂２を目標とする相対密度で計量してそのモールド１内へ投入し、モールド１内を摺動するピストン１７を、コンプレッサに接続した圧力タンク１４により圧力計１５及びレギュレータ１６を介して所定高さまで下げる。なお、摩擦低減用シートは、ポリエチレン製のオーバープロジェクター用シートだけでなくモールドと供試体の間の摩擦を低減して供試体を容易に取り出すことができるものであればよい。
【００２１】
次に、モールド１下部の注入バルブ６とモールド１上部の排出バルブ５を開き、モールド１下部の注入孔より液化炭酸ガスタンク２２から三方弁のコック２３及び切換コック２４を介して炭酸ガスを送り込んでモールド１の試料２内の間隙の空気を、例えば約１５分かけて炭酸ガスに置換えた後、脱気水タンク８からの脱気水を注入孔からモールド１内の供試体全体に行き渡るように浸透させるが、その場合例えば、豊浦標準砂で約２０分から３０分程度のゆっくりした時間で浸透させるものとする。
【００２２】
上記の後、上記圧力タンク１４の空気圧によりピストン１７に所定の圧力を加えた状態で、モールド１下部の注入孔より薬液タンク１０からの薬液をコック２３及び注入バルブ６を介して注入するが、この薬液の注入圧は、拘束圧＋０．２ｋＰａ程度とする。
【００２３】
次に、排出バルブ５を介してメシシリンダである排液タンク９へ排出された排液の屈折率を測定することによりモールド１内の間隙水が薬液に置換されたことを確認し、モールド１下部の注入バルブ６を閉じるが−試験を繰り返し、空隙に対する薬液の注入割合が把握できれば、この手順は省略できる。
【００２４】
さらに、モールド１上部の排出バルブ５を開いた状態でピストン１７への圧力を保持し、例えば２０℃のもとで２８日間恒温室にて養生の後供試体を取り出すことになる。
【００２５】
また、この実施形態においては、上部フランジ３に圧力バルブ２９を追加し、この圧力バルブ２９を閉じることにより１日程度の運搬可能にしている。なお、図中に１０で示すのは薬液タンクであり、また１８で示すのはフィルター材である。
【００２６】
【発明の効果】
以上に説明した本発明の薬液注入による液状化防止に使用する薬液濃度の決定方法によれば、砂質地盤に対し、薬液注入による地震時の液状化防止対策として使用する薬液濃度を、容易にかつ適切に決定することができる。
【００２７】
即ち本発明では、改良しようとする現地土砂をサンプルとして採取して室内で供試体を作製して一軸圧縮試験によって使用する薬液濃度を決定するので、現地土砂の性状に合致した適切な薬液濃度が容易、迅速に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薬液濃度の決定方法の一実施形態における現地で薬液注入された土砂の試験結果における液状化強度と一軸圧縮強度との関係を示すグラフである。
【図２】図１の薬液濃度の決定方法における供試体の作製装置の実施形態の概略システム図である。
【符号の説明】
１    モールド
３    上部フランジ
４    下部フランジ
５    排出バルブ
６    注入バルブ
１７    ピストン
Ｒ    液状化強度
【図１】
2004196899.tif 000008
【図２】
2004196899.tif 000009