⼀般社団法⼈ LIQCA 液状化地盤研究所 NEWSLETTER NO.2

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2015.1.16, 第 2 号

はじめに＜新年の御挨拶＞
新年明けましておめでとうございます。
皆様のおかげで、昨年 12 ⽉の 2014 年 LIQCA による液状化解析プログラムセミナーも多数の参加を得て無事開催することができました。 厚く御礼申し上げます。今年は法⼈設⽴ 3 年⽬を迎える年ですが、兵庫県南部地震から 20 年⽬にあたります。南海トラフでの巨⼤地震が想定されています。防災・減災対策の⼀助になるべく課題に取り組んでゆきますので、皆様、今年もよろしくお願いします。
2015 年が皆様にとって良い年になるよう祈念致しまして、私の新年の挨拶とさせていただきます。
2015 年 1 ⽉
⼀般社団法⼈ LIQCA 液状化地盤研究所
代表理事 岡 ⼆三⽣

LIQCA 液状化地盤研究所について年度のユーザーとなっています。また、今年も春には、平成 26 年度の追加セミナーを予定しております。

現在正会員が 1５名、賛助会員が 2 名、
平成 2６年度のセミナーでは、LIQCA２
このうち理事 6 名、監事 1 名で構成されD１4・LIQCA３D１4（2014 年公開ています。ほぼ⽉ 1 回の研究会を⾏い、最版）資料を理論編、実践編、マニュアル編新の情報を取り⼊れた解析プログラムの開の 3 編とし、2 冊の資料を⽤いました。マニ発、より使いやすいプログラム作成を⾏ってュアル編では、計算途中でのメッセージやエおります。 詳しくは http://liqca.org を御覧
ラーメッセージの表をさらに拡充し、計算実ください。
⾏を容易にしています。
平成 26 年度 LIQCA 液状化地盤研究所の活動と今後の予定

平成 2６年度は 2014 年 12 ⽉ 2 ⽇にLIQCA 液状化解析プログラムのセミナーを東京、中央⼤学駿河台記念館 610 号室にて実施しました。 90 名が参加し、262014 年度版では 2 次元ジョイント要素の拡充を⾏い、Goodman 型のジョイント要素のみでなく、節点ばね型ジョイントも導⼊しました。

平成 26 年には、5 ⽉に 2013 年版の追加セミナーを、また 10 ⽉には初級者⽤講習会を実施しました。実習を含む講習会であり、プログラムの使い⽅をマスターするのに役⽴ったかと思われます。平成 2７年度もこれらの開催を予定しています。
ホームページについて

LIQCA 液状化地盤研究所の HOME
PAGE での LIQCA 情報のページでセミナーでの追加資料やプログラムの保守情報を掲載しています。この閲覧ではパスワードが必要です。
http://liqca.org

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2014 年 LIQCA による液状化解析セミナーでの受講⾵景

関連国際会議2014 年 9 ⽉ 22-25 ⽇に京都国⽴国際会館で 14thICIACMAG, 第 14 回の International Conference of
the International Association for
Computer Methods and Advancesin Geomechanics の会議が開催されました。この会議は、アリゾナ⼤学の Desai教授がはじめた地盤⼯学での計算⼒学や数値解析の研究を発表する国際会議で、Int. Association of ComputerMethods and Advances inGeomechanics が主催でしたが、453名の多数の参加者を得て開催されました。
当研究所としては会議中展⽰を⾏いました。
LIQCA を使った発表も沢⼭ありました。

会議の論⽂集は、CRC Press,Taylor &Francis group から、Computer
Methods and Recent Advances inGeomechanics, Oka,Murakami,
Uzuoka,Kimoto editors,2014 として出版されています。

京都国際会議場の 14thIACMAG 会場⼊り⼝

今年は、ASCE Engineering
Mechanics Institute Conf.,16-19
June, 2014 が Stanford Univ.で開催され、Mini-symposium として MS
02:Dr. Masao Satake Memorial
Symposium on Granular
Mechanics が予定されています。
また、11 ⽉に国際地盤⼯学会第 15 回アジア地域会議が平成 27 年 11 ⽉ 9 ⽇〜13 ⽇，福岡市で開催されます（http://www.15arc.org/index.html）

コラム
液状化層のモデル化
⼀般社団法⼈ LIQCA 液状化地盤研究所理事
徳島⼤学教授渦岡良介
14thIACMAG での当研究所の展⽰ブース⾵景

1. はじめに液状化解析において最も重要なのは液状化する可能性のある⼟層のモデル化で

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⼀般社団法⼈ LIQCA 液状化地盤研究所 NEWSLETTER NO.2ある。簡易法では，深度 1m 毎の N 値と細粒分含有率 Fc などを⽤いて経験的に液状化強度を算出する。⼀⽅，有効応⼒解析を⽤いた詳細法では，対象⼟層から採取した不かく乱試料の⾮排⽔繰返し三軸試験から得られる液状化強度をもとに構成モデルの材料パラメータを設定する。
簡易判定では，深度 1m 毎の液状化強度が得られる反⾯，経験式の精度が課題となる。⼀⽅，詳細法では液状化特性などの⼒学特性が得られる反⾯，不かく乱試料の品質や不均質性の評価が課題となる。ここでは，⼟層の⼀深度で採取した試料の繰返し三軸試験から得られた液状化強度を⽤いた解析（レイヤーベースモデリング）と深度 1m 毎で経験的に得られる液状化強度を⽤いた解析（ポイントベースモデリング）を⽐較した事例 1)を紹介し，液状化層のモデル化について考える。

2. 解析条件
解析対象地点は徳島平野の吉野川河⼝付近である。N 値および Fc の深度分
布と⼟層構成を⽰した有限要素モデルを
図 1 に⽰す。地表から深度 10m 程は沖積砂質⼟層（A2s）であり，その N 値は10 以下で Fc は⼟層下部でやや⼤きくなっている。その下には層厚 25m 程度の沖積粘性⼟層（A3c）があり，深度 45mで洪積砂礫層（⼯学的基盤）がある。
解析には LIQCA3D132)を⽤い，A2s層は繰返し弾塑性モデル，A3c 層以深は R-O モデルを適⽤した。地下⽔位は地表⾯とし，同⼀深度の節点は⽔平⼆⽅向を等変位とした。Dg 層を粘性基盤として図 2 に⽰す南海トラフを震源とする地震動（陸側）3)を⽔平⼆⽅向に⼊⼒した。
A2s 層については以下の 2 ケースのモデル化を⽤いた。
1) ケース 1（レイヤーベースモデリング）
各⼟層で⽤いた材料パラメータを表 1 に⽰す。表に⽰す通り A2s 層で⼀つの材料パラメータを⽤いる。PS 検層から得られたS 波速度，深度 7-8ｍで採取した不かく乱試料の繰返し三軸試験から得られた液状化強度などから要素シミュレーションによ以上のようにポイントベースモデリングを⽤り材料パラメータを設定したものであり，通いたケース 2 の⽅がレイヤーベースモデリン常の詳細法と同様の⽅法によるものである。 グを⽤いたケース 1 よりも液状化の程度は抑えられていることがわかる。これは表 1 お2) ケース 2（ポイントベースモデリング）
よび表 2 に⽰すようにケース 1 で A2s 層
A2s 層で⽤いた材料パラメータを表 2 に の代表値として⽤いた液状化強度 0.178
は A2s 層の中では⼩さ⽬の値であることに⽰す。N 値と Fc が得られている深度 1m毎に材料パラメータを設定した。A2s 以外 起因している。今回対象とした地点ではケの⼟層の材料パラメータは表 1 と同様であ ース１が設計上安全側の結果となっているる。道路橋⽰⽅書の⽅法を⽤いて N 値か が，A2s 層の代表値すなわちサンプリングら S 波速度，N 値と Fc から液状化強度 深度によっては異なる結果となる可能性がを算定した。ここで，経験式の精度が問題 ある。また，ケース 2 でも経験式の与え⽅によっては当然異なる結果となる。となるが，徳島平野の数地点において経験式と室内試験による液状化強度を⽐較したところ，両者は概ね整合していることを確認している 4)。また，経験式では得られない液状化特性（せん断ひずみの発達傾向）については，A2s 層の不かく乱試料を⽤いた既往の繰返し三軸試験を整理して得られた図 3 の関係 4)を⽤いた。図３は繰り返し回数と両振幅ひずみの関係を⽰したものであり, A2s 層の Fc35%以下のケースである。このような関係があれば，経験的ではあるが要素シミュレーションによって材料パラメータを設定することができる。

3. 解析結果両ケースについて地表⾯応答加速度の時刻歴を図 4 に，A2s 層の有効応⼒減少⽐の時刻歴を図 5 に⽰す。ケース 1 では約 20 秒後に A2s 層の全ての深度で有効応⼒減少⽐が 1 に達し液状化に⾄っており，このとき地表⾯加速度の減少がみられる。ケース 2 でも約 20 秒後に有効応⼒減少⽐がほぼ 1 に達しているが，その後はサイクリックモビリティを⽰し，約 50秒後には⼀定となっている。また，深度5m 以浅ではケース 2 の⽅が有効応⼒減少⽐の上昇が遅く，深度 6m 以深では逆にケース 1 の⽅が有効応⼒減少⽐の上昇が遅くなっている。地震後の過剰間隙⽔圧消散過程では，ケース１では約 55 時間で，ケース 2 では約 4 時間で有効応⼒が回復している。地表⾯鉛直変位の時刻歴を図 6 に⽰す。ケース 1 では約80cm，ケース 2 では約 40cm の沈下量が発⽣している。

4. おわりに詳細な地盤調査がなされている徳島平
野のある地点を対象として，⼟層の⼀深度で採取した試料の繰返し三軸試験から得られた液状化強度を⽤いた解析（レイヤーベースモデリング）と深度 1m 毎で経験的に得られる液状化強度を⽤いた解析（ポイントベースモデリング）を⽐較した事例を紹介し，液状化層のモデル化の違いが解析結果に与える影響を⽰した。前者
は⼟層毎に平均的な物性値を⽤いる設計的なアプローチであり，その物性値の設定が重要となる。後者は原位置試験で得られた地盤の不均質性をそのままモデル化したものであるが，液状化特性は経験的に与えざるを得ない。原位置試験で室内試験に匹敵する⼒学特性が深度⽅向に連続的に得られれば，後者の⽅がより現実的な結果を与えると思われるが，現在そのような調査⽅法は開発されていない。ここで⽰したように特定地域の特定⼟層を対象とすれば経験式の精度向上が期待できることから，今後さらにデータの蓄積を図りたいと考えている。また，後者の⽅法については，その妥当性を検証することが難しく，地盤の不均質性の評価は地盤⼯学の重要な課題である。南海トラフの巨⼤地震を対象とする場合，地盤や構造物に実際にどのような変状が発⽣するかを予測する必要があり，より現実的な予測⼿法の検討が必要になると思われる。

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表１ 材料パラメータ（レイヤーベースモデリング）

表２ 材料パラメータ（ポイントベースモデリング）

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図３ ひずみ発達モデル

図１ 解析対象⼟層モデル
図４ 地表⾯加速度の時刻歴（左︓ケース 1，右︓ケース 2）

図２ ⼊⼒地震動

図 5 A2s 層の有効応⼒減少⽐の時刻歴

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図 6 地表⾯鉛直変位の時刻歴

参考⽂献

編集後記

1) Yoshida, N., Uzuoka, R.,
Ishikawa, H.: Liquefaction
potential of natural deposit during
and after an earthquake byeffective stress analysis,
Geotechnics for Catastrophic
Flooding Events, Iai (Ed), Kyoto,471-476, 2014.

新年あけましておめでとうございます。ニューズレターNO.2 です。夏の 1 号から秋を⾶び越えて新年号となりました。第 14 回
Int. Conf. of Int. Association for
Computer Methods and Advancesin Geomechanics の開催協⼒に時間をとられたのが原因です。今年は阪神⼤震災から 20 年のとしです。個⼈的に当時の資料を調べる機会がありましたが、覚えているつもりでも記憶が減退してきています。南海トラフの地震の襲来が想定されている折、再度⾒直さなければと思っているところです。
最後に、コラムを担当いただいた渦岡先
⽣お忙しいところありがとうございました。
研究所への皆様のご⽀援をお願いします。

2) ⼀般社団法⼈ LIQCA 液状化地盤研究所︓LIQCA2D13・LIQCA3D13（2013 年公開版）資料︓2013.
3) 内閣府南海トラフの巨⼤地震モデル検討会︓⼯学的基盤における強震動(加速度)波形（陸側ケース）︓2012.
4) ⽯川裕規，渦岡良介，吉⽥直央︓
徳島平野における沖積砂質⼟の液状化特性のモデル化，第 48 回地盤⼯学研究発表会，pp.257-258，2013.

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