第 54 回地盤工学研究発表会

0739

H - 02 （さいたま市） 2019 年 7 月
動的遠心模型実験による両面アンカー補強土壁の地震時作用力

補強土遠心力模型実験 地震

岡三リビック

国際会員

○小浪岳治

林豪人

豊橋技術科学大学

正会員

高木国際会員

豊田工業高等専門学校翔太

三浦 均也

国際会員

小林睦

1. 背景及び目的
橋台アプローチ部などにおいてアンカー補強土壁が背面で接する両面アンカー補強土壁が適用される場合がある。しかしながら，このような形式での地震時挙動について実験的に検証した例は少ない。そこで，縮尺模型を作製して遠心場において加振を行い，地震時のアンカー補強土壁片面，両面の挙動や破壊形態について検証した 1)2)。本稿ではこの実験結果をもとに，両面アンカー補強土壁における地震時の設計で片面の標準設計手法が適用可能かどうか確認した結果を報告する。

ケース1：片面アンカー補強土壁

2. 実験方法

凡例

変位土圧

正面図
184.5

補強材張力

断面図
130130260260230108.5壁片面，両面の 2 ケースを作製し，20G の遠心場

DV1土槽7525で動的遠心模型実験を行った。模型は実大スケー
ルで高さ 8m を模擬したケース 1（片面壁），ケーDV2DV3DV4DV5300
A1SG1275
A2EPW1EPH1275
AW1タイバー
SG2コネクター
250
A3EPW2
EPH2225
DH2AW2アンカープレート
SG3 225
A4EPH3EPW3200
DH3AW3A6

壁面材

A7100

DH1400

ス 2（両面壁）を表 1 の相似則に従い作製した。模25 100型の概要を図 1 に示す。壁面材と補強材連結部は100

本実験は，20 分の 1 スケールのアンカー補強土水平加速度

DH4AW440

剛結でなくヒンジ構造になっており，壁面模型を

SG4 200
EPW4175

EPH4A8珪砂7号(Dr = 70%)

A9A5A10珪砂7号 (Dr = 90%)A0

多層に積み上げることでアンカー補強土壁の模型を作製した。使用した地盤材料は珪砂 7 号で，基 ケース2：両面アンカー補強土壁
礎地盤を突固め棒による締固め方法により，盛土

130184.5130130130108.5
DV1DV2DV3DV4DV5

以後物理量については重力換算で示し，実験の詳

DH2AW225 10020G まで上昇させ，周波数 2Hz の正弦波を主要動として 20 波与えた。各ケースでの加振ステップごと

AW3EPH1275
250225EPW3 200

EPH3DH4AW4200
EPW4 175

EPH5EPH4EPH6275

SG5275EPW5250

SG6225 EPW6225A4EPH7A5EPH875

A2A3EPH2225SG440加振方法は，まず遠心加速度を毎分 2G の割合でEPW2300

A1275

SG3DH3細については既往の論文 1)2)を参照されたい。

EPW1SG210040010070％である。計測器は図 1 のように配置している。

AW1AW5DH5AW6DH6AW7DH7AW8DH8100DH1100300SG175れぞれ作製した。相対密度はそれぞれ 90%およびSG7200 EPW7200 SG8175 EPW825 100

25はサンドホッパーを用いた空中落下方法によりそ

基盤層A0図 1 アンカー補強土壁の模型（上：ケース 1，下：ケース 2）の主要動の最大平均加速度の絶対値を図 2 に示す。
3. 実験結果
本稿では補強材の引張力および壁背面の水平土圧に着目し，それぞれ加振中の最大値と加振後の残留値を整理した。図 3～6 のケース 2 では加振ステップ 7 までの結果を示すが，実験値の比較は，ケース 1 ですべり線が発生し大変形に至った加振ス
テップ 6 より前の加振ステップで行う。図 3，4 に補強材引張力の加振中の最大値，加振後の残留値，図 5，6 に壁背面の水平土圧の加振中の最大値，加振後の残留値を示す。また，各

図 2 各ステップにおける主要動平均加速度の絶対値

表 1 遠心場における相似則
項目

密度長さ

実物

11模型

11/N

加速度
遠心時

加振時

11N

The action of back-to-back Multi-AnchoredN

質量力

1132

1/N

1/N

ひずみ

11

1

1

1

11/N

1/N2

動的現象 浸透現象

Konami Takeharu, Hayashi Taketo and Takagi Shota, Okasanlivic Co., Ltd.

Reinforcement Soil Walls due to dynamic
centrifuge tests

時間

応力

Miura Kinya, Toyohashi University of Technology
Kobayashi Makoto, Toyota National College of Technology1477

図の点線は加振ステップ 6 以降の値を示している。
補強材引張力の最大値，残留値は代表して高さ H=1.0m，7.0m での値を示す。図 3 の補強材引張力の最大値を比較す
ると，H=1.0m の大変形前では各ケースともに加速度が増加するにしたがって補強材の引張力も増え，加振ステップ 5
ではケース 1 の最大値がケース 2（右）と比較して約 1.19 倍となった。H=7.0m においてもケース 1，2 ともに加速度増加に従い，補強材張力の最大値が増えていく様子が見られた。補強材引張力の残留値を比較すると，H=1.0m においてケース 1 では加速度の増加とともに残留値も増え，ケース 2 では加振ステップ 1 以降著しい増加はみられなかった。また，ケース 1 では加振ステップ 5 においてすべり破壊に起因してひずみゲージが損傷したと考えられ，正確な値が計測されていない。H=7.0m ではケース 1，2 ともに加速度に伴う補強材張力の増加は認められず，加振ステップ 5 までのすべてにおいてケース 1 の残留値がケース 2 よりも大きくなった。そして，補強材の引張力の最大値，残留値共通してケース 1，2 に顕著な差は見られなかった。
壁背面水平土圧の最大値，残留値は代表して高さ H=0.5m，6.5m での値を示す。図 5，6 の壁背面水平土圧の最大値，残留値において H=0.5m では各ケース加速度が増加するに従って水平土圧も増えていく様子が見られた。H=6.5m の最大値は加速度の増加に伴って増加するが，残留値に顕著な増加はなかった。H=0.5m，加振ステップ 5 での最大値，残留値について，それぞれケース 1 はケース1002（右）の約 1.04 倍，約 0.98 倍と同程80100度の値が得られた。そして，壁背面水平土圧の最大値，残留値ともにケース1，2 に顕著な差は見られなかった。
4. 考察

ケース1ケース2（左）ケース2（右）60402000200400テップ 6（ケース 1 で大変形に至っ100た加振）以前で比較した。実験結果80は見られなかった。そして，ケース1 は加振ステップ 6 で終局的な大変形により補強材引張力と水平土圧の

800

1000

12000

1400

402000200

400

600

800

1000

1200

地震時変形メカニズムに関する動的遠心模型実験，土木学会全国大会第73 回年次学術講演会，2018

1000

1200

1400

1000

1200

1400

1000

1200

1400

1000

1200

1400

ケース2（左）ケース2（右）402000200

400

600

800

ACC（gal）

図 4 各ステップにおける補強材引張力の残留値

80

Pressure（kN/m2）

Pressure（kN/m2）

100

H=0.5m(EPW4,EPW8)
ケース1

ケース2（左）60

ケース2（右）4020

H=6.5m(EPW1,EPW5)80

ケース1
ケース2（左）60

ケース2（右）4020000200

400

600

8001000

120001400

200400600

ACC（gal）

800

ACC（gal）

図 5 各ステップにおける壁背面水平土圧の最大値
100

100

H=0.5m(EPW4,EPW8)80

Pressure（kN/m2）

Pressure（kN/m2）

小林睦，両面アンカー式補強土壁の800

ケース16014001001) 林豪人，小浪岳治，三浦均也，

2) 林豪人，小浪岳治，三浦均也，

80

ACC（gal）＜参考文献＞

究発表会，2018600-20-20について検証する予定である。と残留変形－，第 53 回地盤工学研

400

H=7.0m(SG1,SG5)

検証を行い，耐震性や破壊時の挙動象とした動的遠心模型実験－安定性

200

ACC（gal）

ケース1
ケース2（左）ケース2（右）が確認された。以上の結果から片面，小林睦，両面アンカー補強土壁を対

0100

60

値が大きく変化して明確なすべり線る形式の両面アンカー式補強土壁の600Tension（KN/本）Tension（KN/本）

留値ともにケース 1，2 に顕著な差が示唆された。今後は今回とは異な

20

H=1.0m(SG4,SG8)より引張力，水平土圧の最大値，残アンカー補強土壁へ適用できること

40

図 3 各ステップにおける補強材引張力の最大値の最大値，加振後の残留値を加振ス

面の標準部材強度の設計手法が両面

ケース1
ケース2（左）ケース2（右）60

ACC（gal）

材引張力，壁背面水平土圧の加振中部材への影響に顕著な差はなく，片H=7.0m(SG1,SG5)80-20-20

本実験で得られた各ケースの補強

両面アンカー補強土壁で加振によるTension（KN/本）Tension（KN/本）

H=1.0m(SG4,SG8)

ケース1
ケース2（左）60

ケース2（右）40

200H=6.5m(EPW1,EPW5)80

ケース1
ケース2（左）60

ケース2（右）402000200

400

600

800

ACC（gal）

1000

1200

1400

0200

400

600

800

ACC（gal）

図 6 各ステップにおける壁背裏水平土圧の残留値

1478