3-263

土木学会第63回年次学術講演会(平成20年9月)

SG-Wall 工法による矢板式岸壁の実規模断面に関する動的解析
地域地盤環境研究所

正会員

○長屋淳一

久保滋

東洋建設
三井化学産資正会員

弘中淳市

港湾空港技術研究所

正会員

菅野

高弘

矢板１．はじめにﾀｲﾛｯﾄﾞ

叶斌

控え杭Y

SG-Wall 工法は，既存岸壁の前面に新設矢板を打設し，矢海水板に結合･敷設したジオグリッド(Geogrid)に固化処理土(Stabilized soil)で充填した構造体を構築し，護岸構造物砂質土の耐震性を向上させる工法である．これまでこの工法の有効性を振動台実験 1)2)3)および動的 FEM 解析 4)により検証し，控え矢板式(Case1, Case2)

静的設計法 5)を提案している．本論文は，実規模断面を想X固化体Y定した SG-Wall 工法と控え矢板式での改築を対象として構海水造被害予測プログラム FLIP による動的解析をおこない，

ｼﾞｮｲﾝﾄ要素ジョイント

矢板

SG-Wall 工法と控え矢板式による改築の耐震効果を比較するとともに，SG-Wall 工法の構造体としての効果を評価する．

ジオグリッドジオグリッド
固化体
固化処理土

砂質土

２．解析ケース

SG-WALL 工法(Case3～5)X

表-1 に解析ケースを示す．Case1 は既存の控え矢板式岸図-1 FEM メッシュ

壁，Case2 は Case１から水深を 7m→9m に増深，設計震度を

表-1 解析ケース

0.2→0.22 に耐震性向上を図るために控え矢板式により改築

水深 設計
固化体幅(m) 震度

Caseしたケースである．これに対して Case3～5 は SG-Wall 工法

タイロッド

矢板による改築について固化体の幅 30，40，50ｍの３ケースを1

既設の控え矢板式岸壁-70.2―

鋼矢板VL Φ55@型2m

おこない，控え矢板式による改築と比較した．

2

控え矢板式による改築-90.22―

Φ1000×14t

３．解析条件図-1 に FEM メッシュを示す．砂質土はマルチスプリング
モデル，固化処理土は弾性，ジオグリッドは弾性ビーム材料

3-9―30ｍ

SG-Wall工法
4による改築-9―40ｍ5-9―50ｍとした．また，土と構造物の間の滑りと剥離挙動を表現する

拘束圧依存係数mG/mK

0.53を用いた． 質量密度ρ (g/cm )間隙率ｎ1.8

大加速度を 350gal とした．また，地盤の初期応力計算には，
6)

図-2 に Case1,2,4 の矢板付近の残留変位ベクトルを示す．

―――

―

―

43.31

ポアソン比ν

0.33

固化処理土
ヤング率E (kPa)

液状化
特性

変相角
φp28

s10.005w116.91

p10.5

p20.499c110.610

ジオグリッド矢板背面の沈下も抑制されており，その沈下量は Case2 より3.0×100.2

も Case4 の方が小さく，SG-Wall 工法で矢板背面に固化体を質量密度 (g/cm3)

1.4

連絡先―0.45

粘着力C (kPa)
内部摩擦角φf (°)

ポアソン比 νキーワード

1.89×105

基準化拘束圧σma (kPa)

矢板の水平変位が小さくなっている．また，Case2,4 では，

Φ1000×12t

2.14m

Φ1300×14t
Φ1300×14t
Φ1300×14t

4.95×10598

タを示す．入力する地震動は，ポートアイランド波で基盤最既設の控え矢板式岸壁(Case1)に対し，Case2,4 は改築により

Φ80@

砂質土
初期せん断弾性係数
Gma (kPa)
体積弾性係数Kma (kPa)にジョイント要素を配置した．表-2 に解析に用いたパラメー

４．解析結果および考察

H400×408×13×21

表-2 材料パラメータ

ために，矢板と砂質土の間，ジオグリッドと固化処理土の間実現場で想定される施工過程を考慮した四段階法

控え杭４

ヤング率E (kPa)
2

断面積 (m /m)
断面２次ﾓｰﾒﾝﾄ(m4/m)

2.46×106
5.86×10-4
1.95×10-10

耐震補強，動的解析，矢板式岸壁，固化処理土，ジオグリッド〒550-0012

大阪府大阪市立売堀 4 丁目 3 番 2 号-525-（財）地域地盤環境研究所

ＴＥＬ:06-6539-2971

3-263

土木学会第63回年次学術講演会(平成20年9月)

30.3cm構築することにより矢板背面の沈下抑制にも効果があることがわかる．図-3 に加振後の矢板の残留変位と曲げモーメントの深度分布を示す．図-3 より SG-Wall 工法の固化体幅 30～50m の範囲では，固化体幅が大きくなるほど矢板の変位量，曲げモーメントは抑制される傾向にあり，固化体幅 40～50ｍの場合に控え矢Case1

板式による改築と同程度の変位抑制効果が見られる．図-4 にCase3～5 のジオグリッド最大張力を示す．図-4 よりジオグリッ

18.7cm

ドの張力は連結部で最大値を示し，矢板から離れるとほとんど張力は発生していない．これは，今回の動的解析におけるジオグリッドの変形係数(ヤング率)を，ジオグリッドの静的荷重載荷実験での応力～ひずみ関係より求めたためと考えられる．通常，動的
Case2

載荷結果による変形係数は静的載荷結果より大きいことから，解析で用いる変形係数に動的載荷結果を用いると地震時のジオグ19.9cm

リッドの張力は大きくなること，その発生範囲も広くなること，矢板の変位抑制効果もさらに大きくなることが予想される．
５．おわりに
本研究では，実規模断面を想定した SG-Wall 工法と控え矢板式の改築について動的解析をおこなった．その結果，SG-Wall 工法

Case4Yによる矢板の変位抑制効果は固化体幅に依存し，固化体幅 40～Z

図-2 加振後の残留変位ベクトル図

50ｍの場合に控え矢板式と同程度の効果が得られる結果となった．但し，ジオグリッドの剛性の評価次第では，X5さらに変位抑制効果が大きくなることも考えられ，0Case-5

12345

今後，さらに検討を進めていく予定である．
友金属工業(株)，みらい建設(株)が行っている共同研究の成果の一部である．また，防衛大学校 宮田喜壽准教授，広島大学 一井康二准教授にご指導

深 度 (m)

本研究は東亜建設工業(株)，五洋建設(株)，住矢板頭部
Case 水平変位(cm)
130.3
218.7
324.1
419.9
517.8

-10-15

いただいており，謹んで感謝いたします．
-20

参考文献
1) 寺川秀人，高羽泰久，弘中淳市，菅野高弘: SG-Wall 工法による矢板式岸壁の振動台実験，第 42 回地盤工学研究発表会発表講演集，pp.1589-1990，2007.
2）高羽泰久，大久保泰宏，山村和弘，福田光治，菅野高弘：-25-0.4

最大曲げ 断面ﾓｰﾒﾝﾄ 応力（kN・m/m) (MPa)7362341170
1112080
1041740871560
78

Case 1 既設控え矢板式
Case 2 控え矢板式改築
Case 3 SG-WALL 固化体幅30ｍ
Case 4 SG-WALL 固化体幅40ｍ
Case 5 SG-WALL 固化体幅50ｍ-0.3-0.2-0.1
矢板水平変位（ｍ）

0.0-2000

02000
4000
曲げモーメント（ｋN・ｍ/m）

図-3 矢板の残留変位と曲げモーメントの深度分布

SG-Wall 工法を用いた矢板式岸壁の振動台実験(その3）弘中淳市，前田 敏，喜田 浩，菅野高弘：SG-Wall 工法を用いた矢板式岸壁の振動台実験(その２)，土木学会第 62 回年次学術講演会，pp.187-188,2007
4) 叶斌，長屋淳一，山村和弘，高羽泰久：SG-Wall 工法による矢板式岸壁の振動台実験に関する動的解析，第 43 回地盤工学研

ジオグリッド張力（ｋN/m)１)，土木学会第 62 回年次学術講演会，pp.185-186,200730

Case3 固化体幅=30m
Case4 固化体幅=40m
Case5 固化体幅=50m

20100※地表面から第一層のジオグリッドの張力-100

究発表会，投稿中，2008．
5) 岸 真裕，山村和弘，新舎 博，喜田 浩，高羽泰久，菅野高弘：102030矢板から距離（ｍ）

4050

図-4 ジオグリッド張力

SG-Wall 工法を用いた矢板式岸壁の静的設計法の提案，土木学会第 63 回年次学術講演会，投稿中，2008.
6)井合進，龍田昌毅，小堤治，溜幸生，山本祐司，森浩章：地盤の初期応力条件が矢板式岸壁の地震時挙動に与える影響の解析的検討，土木学会第 26 回地震工学研究発表会講演論文集，pp.809-812,2001.

-526-