第 44 回地盤工学研究発表会
2009 年 8 月

679

H - 02 （横浜）

アンカー式補強土壁における内部安定性条件のアルミ棒積層体実験による研究
補強土擁壁

豊橋技術科学大学 国際会員 三浦均也

アルミ棒模型学生会員 森政信吾

内部安定性学生会員 村田和也 ○岡三リビック

国際会員 小浪岳治
正会員 小林悟史

豊田高専
1.

国際会員 小林 睦

はじめに直壁を有する補強土壁の一種である多数アンカー式補強

土壁の設計では，安定性を「内部安定」と「外部安定」の両面から検討している 1)。本研究では，壁背面の補強土領域における基本的な補強効果と安定性を明らかにするために，アルミ棒積層体でモデルを作成して，補強領域の形状とアンカープレート幅，また載荷条件を実験パラメータとして一連の模型実験を実施した。本報告では，模型実験の方法を説明し，実験結果に基づいて補強効果と安定性について検討する。
2.

実験装置
研究室で開発したアルミ棒積層体模型実験装置を図 1 に示す。充分に重量と剛性を有する架台上に固定した，上部を開放した剛な模型フレーム（幅 100cm，高さ 60cm，奥行き 10cm）

図 1 実験装置

上にアルミ棒モデルを作成した。模型フレームは底部の左端がヒンジで固定され，もう一端をジャッキで支える構造にしているので，作成後に模型を徐々に傾けることにより、地震衝撃力や浸透力に対応する水平成分を有する模型に対して傾斜した物体力を作用させることも可能である。
アルミ棒は 2 種類で，長さは 10cm（共通），直径 1.6mm と 3.0mm の 2 種類を重量比で 3:2に混合して用いた。製造過程において，アルミ棒を切断すると端部に歪みが残るため，ドラムで研磨することによって端面を慎重に整形した。その研磨の過程ではアルミ棒，特に直径1.6mm のものに塑性的な曲げが発生する場合も多く，最終的には，傾斜させたガラス板（傾き 1：20）を自重のみで転がり落ちるものみを採用することにした。このようにして塑性的な曲がりの大きさが閾値を超えるものを選抜して除去し（直径 1.6mm のもので 10％程度），残図 2 一面せん断試験留したものを最終的に用いた。アルミ棒の密度は実験時における使用量から算定して，密度は約 20kN/m3 であると判断し全体をアルミ棒としたモデル

背面領域を剛体としたモデル

た。また、せん断応力は一面せん断試験を実施し，内部摩擦角 φ を求めた 2),3)。粘着力 C＝0 と仮定して上載荷重 8.5～17.0kPa の範囲で実験を行い，せん断応力，垂直応力から内部摩擦角 φ＝18.7°という結果を得た。
3.

実験方法
図 3 実験モデル

補強土壁のモデルとして，全体をアルミ棒としたモデルと，背面領域を剛体としたモデルを用いることにより，背面土圧後方載荷

全面載荷による影響の考察を行った。また，載荷は鉛の散弾粒子を袋に小分けした状態で上面に敷き並べて重ねていく方法で行った。1個・2kg の袋と 1 個 1kg の袋がありそれぞれを組み合わせながら任意の載荷を行なう。載荷位置は全面に載荷を行うもの，背面領域のみに載荷を行うものの二種類であり，載荷形式の違いによる影響も考察している。
A study on internal stability condition ofmulti-anchored reinforced soil retaining wallby means of stacked aluminum rods model test

図 4 載荷モデル

MURATA, Kazuya, MORIMASA, Shingo, MIURA, Kinya,
Toyohashi University of Technology;
KONAMI, Takeharu, KOBAYASI,Satosi, Okasan Livic Co., Ltd.
KOBAYASHI, Makoto, Toyota National College of Technology1357

実験においては以下の項目において測定を行い，検討を行った。

表 1 アンカープレート幅とタイバー長の関係

・タイバー張力の計測

アンカープレート幅（mm）

タイバーに作用する張力は壁面に作用している土圧である。壁面に作用する土圧は同時に補強領域内に働いている補強拘束圧であり，・補強領域背面に作用する土圧（合力）の計測

タイバー長崩壊時（極限状態）を計測した。

2550100

0.6

3.815.1－200××○○250××○○300×

○

○

○

350×

○

○

○400×

○

○

○

引抜安全率

同時にアンカープレートの引抜き抵抗力でもある。それぞれの値を施工時（平衡状態），載荷時（内部土圧が高まった状態での平衡状態），

10

多数アンカー式補強土壁は擬似二重壁を有する構造と仮定して，その擬似二重壁背面（補強領域背面）に作用する土圧（合力）を計測する。
4.

実験結果
本実験により明らかになった結果を報告する。

① アンカープレート幅とタイバー長の関係
現行の設計法においては引抜力を十分満足するためにタイバー長は主働崩壊線よりも後方の安定領域にアンカープレートが位置するように考えられている。
タイバー長とアンカープレート幅を変化させ施工可能かどうかを実験した結果
を表 1 に示す。アルミ棒の内部摩擦角を 18.7°とすると最上段の必要タイバー長

図 5 タイバーを変長させたモデルは 430mm となる。実験結果から自立（安定）に必要なタイバー長はアンカープ
レートのサイズによっても影響を受け，一概に主働崩壊線より長くあればいいと300はいえない。今回の実験ではアンカープレート幅を 50ｍｍ以上として十分な引抜き抵抗力が得られれば，主働崩壊線よりも短いタイバー長で内部安定を確保でき② 補強領域の違いによる影響
タイバー長を全段等長にしたモデルと台形型（変調させた）にしたモデル（図5）において載荷による補強領域背面に作用する土圧の変化を図 6 と図 7 に示した。誤差排除と分かりやすくするため，載荷開始段階時の背面土圧を 0 としてプ250
背面土圧増分(N)た。

350-350
350-450
400-400
400-500

200

7.50
6.25

150

2.121008.75

ロットした。図中の点線は計算された主働土圧，図中の矢印は各ケースにおける50

崩壊時の載荷応力である。全面載荷時においては台形モデルと全段等長モデルにおいて背面土圧の上昇具合に差が見られた。基本的に台形モデル（図中の▲のデ00ータ）では背面に作用する土圧は全段等長モデル（図中の■のデータ）よりも小さい結果となった。後方載荷時においては各モデルにおいて明確な違いは確認でらかとなったが，その効果は載荷形式（状態）によって異なると言える。
本研究において「内部安定」と「外部安定」の両面から検討した結果，①十分250域の応力状態のバランスが内部安定性に影響を与えることも分かってきた。これ

背面土圧増分(N)になった。また実験全体を通して，補強領域内部の応力状態と補強領域背面の領は特に引抜き抵抗力が小さい場合において、内部安定性条件を補強領域のみの安定性として考えることが難しいことを示しており，内部安定に及ぼす補強領域背面の影響を考慮しなければならないことを示唆しているといえよう。今回の実験のみで，内部安定に関する定量的な評価法はまだ示すことができないが，補強土壁の挙動を調べるアルミ棒積層体模型実験をさらに進めるとともに実現場の知見も勘案して，補強領域内の応力状態を評価する努力を進めていきたい。

2005.01505.01003.050
1.2002462載荷応力(kN/mm )多数アンカー式補強土壁工法 設計施工マニュアル 第 3 版 H14.10 土木研究センター2)

粒状体斜面の安定に関する研究 理学博士 恩田祐一 H2.07 筑波大学 学位論文3)

補強材の引抜きに伴う拘束圧の増加特性と補強メカニズムのモデル化 梅崎健夫 2005.12 ジオシンセティック論文集 第 20 巻13588

図 7 背面土圧の増加（後方載荷時）≪参考文献≫
1)10350-350
350-450
400-400
400-500

な引抜き抵抗力が得られる状態においては主働崩壊線よりも短いタイバー長でな形状では，外力に対して補強領域背面に作用する土圧が減少することが明らか

8300

あとがき

内部安定が保持できること，②補強領域が台形型で背面領域にもたれかかるよう462載荷応力(kN/mm )図 6 背面土圧の増加（全面載荷時）きなかった。補強領域の形状により背面領域に作用する土圧が変化することが明5.

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