第 53 回地盤工学研究発表会
2018 年 7 月

0347

E - 08 （高松）EPS 盛土の振動台実験 その 1

EPS 盛土，振動台実験，両直型盛土株式会社 CPC

正会員○林夏希，西剛整，谷

発泡スチロール土木工法開発機構

正会員

窪田 達郎

東京大学

国際会員

古関岡三リビック株式会社

国際会員 小浪 岳治，林 豪人

美宏潤一，京川 裕之

１．はじめにEPS 盛土の耐震性については，1997 年に実施された実物大振動台実験により，1995 年兵庫県南部地震規模の大規模地震に対しての盛土全体の安定性は高いことが示された 1)2)．一方，2011 年東北地方太平洋沖地震のような継続時間の長い地震動や，2016 年熊本地震のように震度 7 クラスの地震動が連続する場合など，これまで想定されていない地震の発生が続いており，EPS 盛土についても耐震性のさらなる向上が望まれる．この観点から，最近になって緊結金具の改良が行われたが，その耐震性能評価のために来年度に実物大実験を行うことを予定している．こ□○こでは，その前段階として東京大学が所有する振動台(3m×2m)を用いて 1/5スケールの実験を行った結果を示す．

加速度計（二軸）変位計

床板

２．実験の概要

EPS ブロック

実験モデルのスケールは，上記の通り実物大の 1/5 である．EPS 盛土は橋台背面部を想定し，両直型を考える．盛土幅は 1.0m，奥行 0.6m とし，盛土高 0.6m(6 段積み)，1.2m(12 段積み)，1.6m(16 段積み)とした(図-1 参照)．この設定は，高さ，幅の比が 1.6 程度までの高盛土を想定しており，1997 年度

図-1 実験盛土の実験 1）で用いられた条件と同じである．EPS は実施工と同様，6 段積み毎 新金具

旧金具(単位：mm)

R 対策金具に鉄板による床版を設け，天端部には 30mm の厚さの鉄板により舗装等を考慮した上載物を設置した．
写真-1 に緊結金具を示す．図の中央が従来用いられているもので，左側が耐震性能の向上のために開発された新金具である．写真は実験で使用した
写真-1 緊結金具

1/5 スケールのものを示している．これ以外に，図の右側に示すロッキング対策のために返しを設けた金具(R 対策金具)も作成し，その効果を確認した．
実験では，振動台上に 2 種類のモデルを構築し，1 回の実験で 2 ケースを同時に実施するものとした．
３．実験の条件

図-2 金具配置条件（左：旧配置，右：新配置）

配置量等をパラメータとして実施した．

150正弦波100加速度(gal)

実験ケースとしては，盛土高さを 3 ケースとし，緊結金具の配置位置，

500-50-100

図-2 に，緊結金具の基本的な配置条件を示す．基本配置個数は 15 個(実-150010203040時刻t(sec)

寸配置で 1.0m2 当り 1 個を想定)とした．
配置条件は旧金具配置条件として，作用力の上下間の直接的な伝達を目的として考案した EPS ブロック内に設置する新金具配置条件の 2 つのパターンとした．配置量の条件として，金具の配置個数を約半分の 8 個としたケース，2 倍の 30 個としたケースについても実施した．実験に用いた地震動は，正弦波及び内陸型，海溝型の地震動である．正弦波は，1Hz，1.5Hz，2Hz～10Hz(1Hz 刻み)までを連続して10 波ずつ加振した．その最大加速度は 100gal，200gal，500gal の 3 パターン

内陸型（Ⅱ-Ⅰ-1）
加速度(gal)

5000-500-1000
051015時刻t(sec)1000
海溝型（Ⅰ-Ⅰ-1）
加速度(gal)

隣接する EPS ブロック間を跨いで接続するもの，及び施工性向上と EPS の1000

5000-500-100001020304050

時刻t(sec)

図-3 実験に用いた地震動とした．内陸型地震動及び海溝型地震動は，道路橋示方書・同解説に示される地震動とし，時間軸は 1/2 とした．
Shaking table tests of EDO-EPS embankment: Part1Natsuki Hayashi and Tsuyoshi Nishi and Mihiro Tani (Construction Project Consultants, Inc.), Tatsuro Kubota (Expanded Polystyrol Construction MethodDevelopment Organization), Junichi Koseki and Hiroyuki Kyokawa (The University of Tokyo), Takeharu Konami and Taketo Hayashi(Okasan Livic Co,Ltd.)

693

60

表-1 実験ケースと概要

４．実験ケースと結果の概要
実験ケースと結果の概要を表-1 に示す．

実験 盛土高ケース(m)

金具配置
左側
配置金具個数

右側
配置金具個数実験ケース 1 では金具の有無による結果を11.60金具なし

0新金具

15

示したが，明らかに金具無のケースは金具

20.60

旧金具

15新金具15を設けたものよりも変状が大きく，金具の

31.20

旧金具

15

新金具

1541.60

旧金具

新金具

1551.60

新金具

1515
旧配置

新金具

1561.60

新金具

8新金具

30

新金具

15

新金具

15

必要性が示された．これは金具 8 個のケースでも同じであり，15 個(実寸で 1m2 あたり 1 個)以上が必要であることがわかった

71.60(写真-2 参照)．新金具は旧金具に対して一81.60

面せん断強度が 2 倍程度であることは確認

91.60

101.60111.60121.60131.60141.60151.60161.60171.60181.60

されている 3)が，本実験による新金具の優位性は僅かであり，金具数量 15 個以上の違いについては明確な傾向は得られていない．実験では表中に示すように床版とEPS 間のずれ挙動が大きいこともわかったが，ここで地震動のエネルギーが吸収され，金具の影響が十分に表れなかった可能性がある．なお，新金具の配置条件で，新配置にしたものよりも旧配置条件の方が変状が少なくなることが分かったが，これについては続報 で示している．
4)

各実験では EPS と床版のずれや EPS 間

15+鉛直新金具
4面15+鉛直新金具
2面
EPS間接着15
旧金具
旧配置目的等結果概要

金具の金具なしでは変状大→金具の必要性確認
必要性
新旧金具の比地震動による変状はほとんどない．
較
明確な差異は現れていない。床版とEPSの同上ずれが著しい．
同上
同上
金具配置条件 旧配置の方が変状は少なくなる。床版との比較
EPS間のずれは大きい．
配置個数の影配置個数が少ないと変状が大きい。
響
ロッキング対策 EPS間の変状は小さくなるが，床版とEPS間の確認のずれが大きくなりやすい。
同上

同上

新金具

15同上
同上
15
金具配置条件 明確な差異は現れていない．床版とEPS間新金具
旧配置の比較のずれは大きい．
15
配置個数の影新金具
30新金具
同上
旧配置
響新金具+床R対策金具によりEPS間の変状は軽減．ま1515
ロッキング対策
R対策金具
版L字金具
た，床版のロッキング対策より床版上のずれ
旧配置
旧配置の確認上下段が軽減．
R対策金具
1515+床版L字新金具
同上
同上
旧配置
旧配置
金具下段
R対策金具+床版L字1515新金具
同上
同上
金具上下 旧配置
旧配置段
R対策金具
新金具+床1515+床版釘配版L字金具
同上
同上
旧配置
旧配置
置下段下段新金具+床新金具+床1515版釘配置
版コ字金具
同上同上
旧配置
旧配置
下段
下段新金具+床新金具+床1515版釘配置
版コ字金具
同上
同上
旧配置
旧配置
上下段
上下段
EPS間接着R対策金具
15+床版L字+床版釘配
同上
同上
旧配置 金具上下
置上下段
段の変状(ずれ)が見られたが，これらはいずれもロッキングを伴うものであった．ロッキングの挙動評価については続報 4)に譲るが，いずれにしてもその対策が必要と考えられた．表-1 に示す実験ケース 7 以降はロッキング対策を主な目的とし，ケー
ス 7，8 は新型金具を盛土の側面(EPS 間)に貼り付けることで鉛直変位を拘束しようとしたものであり，
ケース 12～15，18 ではロッキング対策用の金具を用いた実験を行っている．また，EPS 間のロッキングを抑えると EPS と床版間のロッキングはより大きくなり，両者のずれが大きくなることを確認した．
このため，この箇所の対策として床版に EPS 拘束用

写真-2 実験結果の例（ケース 1，左：金具なし，右：新金具 15 個）の釘を配置したものと，側面に水平移動用の金具を設ける対策を施した実験も実施した(ケース 12 以降)．ケース 9 とケース 18 では，EPS 間を接着剤で固定することで EPS 間の変状がほとんど生じない条件でのものも示されている．
５．おわりに
ここでは表-1 に示すように，かなりの数の実験を行い，いくつかの知見を得た．これについては続報 4)でも示す
が，実験の規模が 1/5 であること等の制限から，実験条件による明確な挙動差が現れなかったものもある．本年度は実物大実験の実施を予定しており，そこでより詳細な検討を行っていきたいと考える．
【参考文献】1)西剛整，堀田光，他:EPS 盛土の実物大振動実験(その 1;振動台実験),第 33 回地盤工学研究発表会発表講演集,pp.2461-2462,1998. 2)堀田光，西剛整，他:EPS 盛土の実物大振動実験（その 2;シミュレーション解析）,第 33 回地盤工学研究発表会発表講演集,pp.2463-2464,1998. 3)窪田達郎，塚本英樹:EDO-EPS 盛土の耐震性能向上を目的とした緊結金具の開発-基礎試
験,第 52 回地盤工学研究発表会,2017. 4)谷美宏，西剛整，他:EPS 盛土の振動台実験（その 2）,第 53 回地盤工学研究発表会,2018.(投稿中)694