第 43 回地盤工学研究発表会
2008 年７月

834

E - 14 （広島）
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

耐震補強振動台実験

動的解析

地域地盤環境研究所 正会員○叶 斌

国際会員

東亜建設工業㈱正会員 山村 和弘

みらい建設工業㈱正会員 高羽 泰久

１．はじめに長屋 淳一

す。締め固め砂はマルチスプリングモデル，固化処理土

SG-Wall 工法は，既存岸壁の前面に新設矢板を打設し，は弾性，ジオグリッドは弾性ビーム材料とした。また，矢板背面に固化処理土(Stabilized soil)とジオグリッド

土と構造物の間の滑りと剥離挙動を表現するために，矢(Geo-grid)で充填した構造体を構築し，護岸構造物の耐震板と締め固め砂の間，ジオグリッドと固化処理土の間に性を補強する工法である。本論文は，SG-WALL 工法のジョイント要素を配置した。表 2 に解析に用いたパラメ

耐震性を検討するために実施した水中振動台で模型実験ータを示す。模型実験では段階加振したが，本論文の解について構造物被害予測プログラム FLIP を用いて動的

析では 400gal の加振を対象としてシミュレーションを実数値シミュレーションを行い，固化処理土とジオグリッ施した。

ドによる矢板の変位を抑制効果のメカニズムを調べるとジオグリッド

Y1.4

ともに，解析手法の妥当性を検討した。

1.2２．振動台模型実験概要

固化土

1.

図 1 に模型地盤と計測器設置位置の概要を示す。模型0.8

地盤は，模型装置内に相馬砂 5 号を相対密度 80％に締固0.6め，厚さ 10mm のアルミ製矢板を根入れ 250mm で設置0.4海水締め固め砂0.2した。矢板背面には補強材を連結治具で固定し、材齢 5X

0.

日で目標強度 qu=80kPa として配合した固化処理土を打-1.2 -1. -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0. 0.2 0.4 0.6 0.8 1. 1.2 1.4 1.6 1.8 2. 2.2 2.4 2.6設した。実験ケースについては，表 1 に示すようにジオグリッドの敷設長，固化処理土の幅を変化させた。なお，

図2FEM メッシュ

表2材料パラメータ

Case2 は矢板と補強材を連結せず，自立式矢板としたケースである。加振条件は周波数 2Hz の正弦波を１加振 20

締め固め砂
8.45×104波とし，加速度は 100,200,300,400,600gal の段階加振とし初期せん断弾性係数 Gma (kPa)

た。
2600c）

1000
700
100300
珪砂5号
締固め
珪砂5号
締固め

485

固化土+ジオグリッド（1層）

970

1472

矢板下部水平変位

45°

250

図1

基準化拘束圧 σma (kPa)98

拘束圧依存係数 mG/mK

0.5

粘着力 C (kPa)

2.00.450

内部摩擦角 φf (°)

42.08質量密度 ρ (g/cm )間隙率ｎ：加速度計(6)：間隙水圧計(2)：ひずみゲージ(16)：ひずみゲージ(コネクションロード用)(1)：変位計(3)( )は、個数
合計：28個振動台模型実験概要(Case 3)
表 1 実験ケース

固化処理土の幅(mm)

ジオグリッドの敷設長(mm)

矢板とジオグリッド連結の有無

1210001000250700

有無3410002300

700700

有有Case2.20×105

3

矢板天端水平変位50

体積弾性係数 Kma (kPa)

３．解析条件
本研究に用いたプログラムは液状化による構造物被害予測プログラム FLIP である。図 2 に FEM メッシュを示

ポアソン比 ν0.33

ヤング率 E (kPa)

固化処理土
3.0×10４

ポアソン比 ν0.2

質量密度 (g/cm3)

1.4

ヤング率 E (kPa)

ジオグリッド
8.8×105

液状化
特性変相角
φp28.0s10.005

w12915

p1p2
c10.5
0.54
1.0

3.8×10-4

断面積 (m2/m)
4

断面２次モーメント (m /m)

4.5×10-12４．解析結果および考察(1)矢板の水平変位
図 3 は各ケースの矢板天端において水平変位の時刻歴である。矢板とジオグリッドの連結なしのケース（Case2）の場合，矢板が転倒し，測定ができないため、実験値がDynamic simulation of shaking table tests for sheet pile type quay wall with SG-Wall method
B. Ye, J. Nagaya (Geo-Research Institute), Y. Takaba (Mirai Construction Co.,Ltd.), K. Yamamura (Toa Corporation)

1667

得られなかった。それに対し，矢板とジオグリッドを連

本研究は，(独)港湾空港技術研究所，三井化学産資㈱，結した場合には 1～2mm 程度の変位であり，矢板とジオ五洋建設㈱，住友金属工業㈱，および東洋建設㈱とともグリッドを連結することによって矢板の変位を抑制されに行っている共同研究成果の一部であり，著者らは携わている。解析においても，同様な傾向を評価している。

ったものである。また，防衛大学校 宮田喜壽准教授，広また，Case4 は Case3 より矢板の変位が小さく，固化

島大学 一井康二准教授にご指導いただいており，謹んで処理土の幅が矢板の変形に影響するが，Case1 と Case3感謝いたします。に大きな差はなく，ジオグリッド敷設長の影響は少ないと考えられる。

【参考文献】(2)矢板モーメントの分布

1) 宮田，重久: 固化処理土の引張り試験の数値解析， 第Case1,3,4 では，ジオグリッド連結部と矢板根入れ部を

41 回地盤工学研究発表会講演集，pp.643-644，2006.

支点として矢板中央付近で最大となっており，解析結果

2) 寺川，高羽，弘中，菅野: SG-Wall 工法による矢板式は実験結果と同じ傾向を示している。なお，Case2 は矢岸壁の振動台実験，第 42 回地盤工学研究発表会発表

板が転倒したため，測定不能であった。

講演集，pp.1589-1990，2007.

(3)ジオグリッドの引張りひずみ分布3) 高羽，大久保，山村，福田，菅野: SG-Wall 工法を用いた矢板式岸壁の振動台実験(その１)，土木学会第 62

ジオグリッドの引張りひずみの実験結果は，連結部で最大値を示し，矢板から離れると，徐々に小さくなって

4) 弘中，前田，喜田，菅野: SG-Wall 工法を用いた矢板みはほとんど発生していない。解析結果は，これらの実式岸壁の振動台実験(その 2)，土木学会第 62 回年次学

験傾向を定性的に評価している。

術講演会，pp.187-188，2007.

実験
解析

10.

実験Case1
実験Case2
実験Case3
実験Case4

解析

15.
変位量 (mm)

Case 1固化土幅=1000mm
geogrid 敷設長=250mm

15.

5.

1200

5.

Case1
Case4

0.

0.

解析Case1
解析Case2
解析Case3
解析Case4

10.

Case3

1000

05101520時間（ｓｅｃ)

25030

20.

5101520時間（ｓｅｃ)

2520.
実験
解析

15.
10.
5.

5.
0.

-5.

-5.

5101520時間（ｓｅｃ)

25

図3

実験
解析

1200

Case2

600

200

0-1005101520時間（ｓｅｃ)25-5水平変位(mm)30

図4

矢板天端水平変位の時刻歴
Case 3

Case 1
1200

30

800

400

10.

0.

0

実験
解析

Case 4
固化土幅=2300mm
geogrid 敷設長=700mm

15.
変位量(mm)Case 3固化土幅=1000mm
geogrid 敷設長=700mm

30矢板高さ(mm)

-5.

-5.

実験
解析

1200

1000

1000

1000

800

800

800

0

加振後矢板の残留変形モード

Case 4
実験
解析

600

600

600

400

400

4002002002000-100-50050

曲げモーメント(N・m)

図50-100 -50050
曲げモーメント(N・m)2000
引張りひずみ（μ）

矢板高さ(mm)

矢板高 さ(mm)2400

矢板高さ(mm)

変位量(mm)Case 2 geo-grid と矢板連結なし

20.

20.

変位量(mm)回年次学術講演会，pp.185-186，2007.

おり，矢板からの離隔が 400mm 以上では，引張りひず

1600

実験Case1

解析Case1

実験Case2

解析Case2

実験Case3

解析Case3

実験Case4

解析Case4

1200
800
400
00-100 -50050
曲げモーメント(N・m)

-400
0100

1668

300

400500600700

矢板からの距離(mm)図6

加振後矢板の残留曲げモーメント200

加振後ジオグリッドの残留ひずみ

800