札幌の地盤と液状化に対する私見
工学研究院
環境フィールド工学部門
田中洋行

Size: 1,000 ha
Water Depth : 20m
Osaka

5 km
I PhaseII Phase内容• 札幌の地盤の概要• 液状化に対する個人的な考え

手宮ー幌内線：日本で３番目の鉄道
どうして札幌と江別を直線で結ばなかったのだろうか？

札幌の地盤の概要

札幌文庫77より

北海道特有の泥炭地盤

札幌文庫77より

泥炭地盤• 泥炭自体は天然のジオテキスタイル– fが大きい，大きなせん断強度増加率su/p（c/p)– 圧縮性が大きい– 自重が小さい– 透水性が高い（荷重が小さい間は）– 大きな荷重下では（透水性が減少）• 小さなせん断剛性（地震で大きな変位）

泥炭における沈下（強度発現）のメカニズムg

湿潤単位体積重量： t
地下水位

水中単位体積重量：

沈下量

泥炭のgtは約10kN/m3

g’=0p ' pp'

盛土または住宅の重さ
地下水位の低下によっても生じる

有効応力（小さい）

泥炭のGは小さい

同じ拘束圧の下で泥炭のGは粘土の1/10，砂の1/50

荻野，他，2009しかし，ひずみ依存性は小さい
1.2

Peat (Kyouwa)
1.0

G/Go

0.8

0.60.4

Messina sandand Gravel

0.2

0.0
1E-4

Mexico City clay

1E-3

0.01

0.1

110

Strain Level (%)

高塑性の粘土液状化に対する私見
特に粒度分布液状化は天然の制震機能
地盤工学の中で最もドラスッティックな現象
普通の地盤工学は非常に地味

液状化によって人は死なない液状化が生じた地点

液状化が生じなかった地点

どこが変？

液状化の判定
N値 大→しにくい
小→しやすい

問題は地盤の種類
N=10 粘土：No Problem
砂：大問題

土質力学をだめにした２大技術革新• 杭• セメント固化処理

粒度による判定（港湾の基準）Based on Grain size distribution

High possibility of Liquefiable

Passing

Liquefiable

Diameter of Particles

Or, Fc (<0.0075mm), D50

細粒分（75mm以下）による補正（しばしばFCと呼ばれる）
道路橋示方書港湾の基準

塑性による補正？
• 0.075mmの根拠？
• ISOで大もめ。ヨーロッパ:0.060mm• 力学的には何ら根拠がない。ふるい分け
港湾の基準

粒度・塑性に対する大きな問題点• 地盤調査の現実• 粒度・塑性に対する調査方法

土質柱状図誰がどうやって決めている？
記載している？
警察での初動捜査Standard Penetration Test (SPT)
Height = 76 cm
Hammer (Mass = 63.5 kg)

Knocking Head

Definition of N value
How many blows forpenetration of 30 cm

Raymond sampler

Sampler (Split or Raymond)

The greatest advantage of SPTof other in situ tests is ability ofsampling.
Sample quality is not good.
Physical not Mechanical properties

Drilling (using rotary machine)
Drilling Machine

Water Pump

Water (Mud)
Delivery of cutting
Cooling
Stabilization of the wall

Casing Pipes(Soft clay or Sand)
Core Tube粒度・塑性の決め方
試料の採取方法

浦安での地盤調査(1)002040w (%)
6080

10012000(1) wL, wp, wnの深度分布

2244661012

浦安地点１(SPT試料)
wn (%)wL (%)wP (%)

8深度 (GL - m)

8深度 (GL - m)

旧海底面1020含有率 (%)
406080

浦安地点１(SPT試料)
細粒分(%)
粘土分(%)

121414161618182020(4) 粒度含有率の深度分布22100

浦安での地盤調査(2)002040w (%)
6080

10000120(1) wL, wp, wnの深度分布

2244661012

浦安地点３(SPT試料)
wn (%)wL (%)wP (%)

20含有率 (%)
4060808
深度 (GL - m)

8深度 (GL - m)

旧海底面

10121414161618182020

浦安地点３(SPT試料)
細粒分(%)
粘土分(%)

100

学習効果がない
千葉県東方沖地震（1987)でも同じことが埋立土全体
噴砂吉見(1991)「浚渫埋立土の粒度・塑性特性と液状化抵抗」阪神大震災で粒度にこだわることは充分に反省したはず

道路橋示方書より阪神大震災の前までは，まさ土は液状化しない（理由：粒度が粗い）。

では，室内試験は？
• サンプリングが難しい• 他に重要な問題が– 液状化の定義

凍結サンプリング

札束を地盤に注入
非常に高価

透水性の低い（細粒分が多い）土は無理

Pore water Pressure

Loose
StrainPore water Pressure
Dense
StrainCyclic Mobility DA=5% この5%の意味？
Number of cycle

悪の根源ー埋立？
（浦安）

元の地盤は大丈夫

Tokimatsu, et al, 2012

砂地盤は年代とともに硬くなっていく（Ageing)しかし，納得いかない
それほどひどくはない
被害は千葉側に集中

羽田空港は無傷

サイト特性？

Tokimatsu, et al, 2012

霜降り説

ミンチにして評価

地盤工学者の最大の反省点
数値で判断する癖

埋立方法1ポンプ浚渫 もっとも安価

埋立方法2土運船

吉見の埋立土の液状化に対する意見（千葉県東方沖地震）• 埋立地盤の土は特殊であり，細粒土であっても極めて液状化しやすいという説には，一般論としては賛同しかねる。
• 埋立土の堆積年数が短いことによる影響は，おそらく貫入抵抗に反映されているであろうから，一般の沖積砂質土と区別して取り扱う必要はないように思われる。
吉見(1991)「浚渫埋立土の粒度・塑性特性と液状化抵抗」

さて札幌は？

北大構内にもある液状化の跡
2,000年の間に３回

2000年の間に３回

札幌市の液状化マップ

札幌の地盤の概要

札幌文庫77より

北側に広がる軟弱地盤
昔の河川に支配されている

札幌文庫77より

昔の地形が重要
沢の埋立が要注意

松谷，他（2013)

まとめ• まだ神話（想定外）が多い• 唯一わかっている点：– 何らかの対策をしているところは被害が小さい• ということは，現状の対策方法はかなり過大• 被害を説明することは良いけど，被害が生じていない場合の説明もきちんとして欲しい