木材利用研究論文報告集17, 8-16, 2018. 12

排水機能付丸太の液状化対策効果に関する模型実験吉田 雅穂 1・松浦
1 正会員

透 2・五十島康平 3・川端祐輝 4・沼田淳紀 5福井工業高等専門学校 環境都市工学科（〒916-8507 福井県鯖江市下司町）
E-mail: masaho@fukui-nct.ac.jp

2 福井工業高等専門学校

専攻科環境システム工学専攻（〒916-8507 福井県鯖江市下司町）
E-mail: a20210tm@fukui.kosen-ac.jp
3 株式会社ホクコン 技術本部（〒918-8152 福井県福井市今市町 66-20-2）
E-mail: k_isoshima@mail.hokukon.co.jp
4 株式会社帝国コンサルタント 技術部（〒915-0082 福井県越前市国高 1 丁目 6-1）
E-mail: kawabata-y@c-teikoku.co.jp
5 正会員 飛島建設株式会社 技術研究所（〒270-0222 千葉県野田市木間ケ瀬 5472）
E-mail: atsunori_numata@tobishima.co.jp

丸太を地盤に圧入する液状化対策は密度増大を原理とする工法である．しかし，レベル 1 地震動を超える地震外力に対しては，部分的な液状化を許容しているため，地盤を密実化すること以外の機能を付加した工法の高度化が必要である．本研究では，丸太に孔を設けて排水機能を付加した丸太を地盤に圧入する工法を提案し，その透水性能と液状化対策効果を実験的に検討した．その結果，排水機能付丸太は過剰間隙水圧の早期消散効果を有し，構造物の沈下抑制にも有効であることを明らかにした．また，排水孔にココナッツやヘチマのフィルター材を取り付けることで目詰まりを防止できることを明らかにした．

Key Words: earthquake, liquefaction, log, drainage, permeability test, shaking table test

1. はじめに加した工法の高度化が必要である．
著者等は，木材がコンクリートや鋼と比べて加工しや

東日本大震災以降，住宅などの小規模構造物を対象とすいという特徴に着目し，丸太に孔を空けて排水性能をした液状化対策工法の開発や従来工法の改良等が精力的に行われている．著者等は地下水位の浅い緩い砂地盤に付加した「排水機能付丸太（排水丸太）」を考案し，レベル 1 地震動に対しては密度増大の原理で液状化の発生丸太を改良材として打設することで，地盤密度の増大をを抑制し，レベル 2 地震動が作用して液状化が発生した

1)

図る液状化対策工法を提案し ，現在では実用化に至っ場合には，密度増大の原理に付加して間隙水圧消散の原

2)ている ．また，同工法は丸太に生物劣化を生じさせる理で水圧を早期に消散させるアイデアを提案している 3)．

ことなく地中に長期間炭素貯蔵を行うことができるため

本研究では，まず，提案する排水丸太の模型を用いて，環境負荷が小さいという特徴を有している．同工法の液状化に対する目標性能の設定では，レベル 1 地震動に対その性能を透水試験，目詰まり試験，模型振動実験で調査した．つぎに，戸建住宅の液状化対策として排水丸太しては全層の液状化安全率 FL が 1 を上回ることを基本を適用することを想定し，新設ならびに既設構造物の沈としているが，レベル 1 地震動を越える地震外力に対しては，安全率が部分的に 1 以下となることを許容し，地下対策の有効性を模型振動実験で検討した．さらに，実盤全体として目標性能を満足するように設計を行っている 2)．したがって，レベル 2 地震動に対する耐震性能を模型振動実験で検討した．また，排水時の目詰まり防止確保するためには，既存工法との併用や新たな機能を付繊維とヘチマを取り上げ，その効果を調査した．

物の丸太を用いて作製した排水丸太の液状化対策効果をのためのフィルター材として自然材料であるココナッツ

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1.8E+00
1.6E+00

D1D2D3透水係数 ｋ (m/s)

水頭差 H

1.4E+00

越流水槽

1.2E+00
1.0E+00
8.0E-01
6.0E-01
4.0E-01
動水勾配 ｉ＝0.25

2.0E-01
0.0E+00

供試体長 L050100150200250

排水面積 Ａd (mm2)

図-3 排水面積と透水係数
2.0E+00

排水丸太（模型）

D1D2D3

砕石5号

砕石6号

砕石7号

1.8E+00
1.6E+00

透水係数k (m/s)

1.4E+00
1.2E+00
1.0E+00
8.0E-01
6.0E-01

図-1 透水試験の概要
DH20

4.0E-01（単位：mm)2.0E-01
0.0E+00
0.012DV0.2

0.4

0.60.81.01.21.4

動水勾配iL試験ケース

図-2 排水丸太（模型）

図-4 動水勾配と透水係数

表-1 試験ケースで使用する時と同じように排水丸太を直立させた状態で軸直行方向
軸方向
長さ 横孔直径 横孔個数 排水面積Ｌmm

D1D2D3150ＤHmm
123-Ａd個

228

定水位透水試験を行い，丸太の平均的な透水係数を求めた．なお，流量は水層から溢れた水を水圧計を設置した水槽で受けることで計測した．図-2 に排水丸太模型のmm
2288198

概要，表-1 に試験ケースを示す．丸太の樹種はスギであり，直径 12mm の円柱状で長さ L は 150mm，軸方向中心位置の縦孔の直径 DV は 4mm で，底部は密閉，頭部は開放となっている．軸直行方向の横孔は鉛直方向に20mm 間隔で，円周方向は 90 度ごとに 4 方向から縦孔と2. 排水丸太の透水試験および目詰まり試験繋がるように計 28 個穿孔し，直径 DH を 1mm，2mm，3mm の 3 種類とした．排水面積は横孔の全面積である．
なお，各ケースで 4 本の異なる丸太を使用しその平均値(1) 概説
産地により異なるがスギの間伐材は末口直径 140～200mm 程度の丸太が流通している．そこで，3 章と 4 章の模型振動実験ではその 10～20 分の 1 の範囲にある直を結果とした．また，水頭差 H を変えて，動水勾配 i が0.25，0.5，1.0 の 3 ケースの試験を行った．なお，透水係

径 12mm の丸太（模型丸太）を用いた．また，5 章の模型振動実験では直径 200mm の実物の丸太（実丸太）を数 k はレイノルズ数 Re より層流と判断されたため以下の式より求めた．ここで，v は流速（m/s），i は動水勾用いた．本章では模型振動実験で用いる模型丸太と実丸配である．

太に孔を空けた排水丸太の透水性能を調べるために透水(1)𝑘𝑘 = 𝑣𝑣𝑣𝑣
図-3 に動水勾配 0.25 の時の排水面積と透水係数の関試験を行った．また，目詰まり試験を行いフィルター材に混入する土粒子の量を調べた．

係を示す．同図より，排水面積の増加に伴い透水係数が大きくなることが確認できる．高い排水性能を得るため(2) 透水試験には排水面積を大きくする必要があるが，砂の混入によa) 模型丸太の場合る目詰まりなどの問題が懸念されるため，最適な排水孔

図-1 に透水試験の概要を示す．越流水槽内に地盤内の大きさについて検討する必要がある．

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3.0E+00

表-2 透水係数の参考値 5),6)
記号 単位

グリッド
ドレーン

スパイラル
ドレーン

有孔円形パイプ

樹脂ストリング
パイプ

ｉ
ｋ0.25
7.0E+00

0.2
9.8E+00

2.0E+01

0.25
9.0E+00m/s

ココナッツフィルター
D1D2

越流水槽

水頭差 H

動水勾配
透水係数

ヘチマフィルター

2.5E+00

透水係数k (m/s)

項目

排水丸太

2.0E+00

D3砕石5号
砕石6号

1.5E+00

砕石7号

1.0E+00

5.0E-01

供試体長 L

0.0E+00
0.00.20.4

0.60.81.01.21.4

動水勾配i

図-7 動水勾配と透水係数

排水丸太
（実物）

水の流量計の数値を用いた．図-6 に排水丸太の概要を示す．排水丸太の樹種はスギ，直径 200m の円柱状で長さ L は 500mm であり，丸太の軸方向には直径 DV が30mm の縦孔を設け底部は密閉，頭部は開放となっている．軸直行方向の横孔の直径 DH は 20mm であり，鉛直方向に 50mm 間隔で，円周方向は 90 度ごとに 4 方向から縦孔と繋がるように計 36 個穿孔した．排水丸太の目詰まり防止のためのフィルター材として，自然材料である椰子の実の外皮繊維（ココナッツ）と乾燥したヘチマ（ヘチマ）を用い，それぞれ直径 20mm，厚さ 20mm，

図-5 透水試験の概要
DH

重さ約 2g の円柱状に加工し，全ての横孔に挿入した．

(単位：mm)

また，水流でフィルター材が丸太の孔から出ないように，2mm 四方の格子状に組まれたステンレス製のメッシュ

DV

20050（直径 0.47mm）を横孔の外側に取り付けた．
図-7 は透水試験で得られた排水丸太とフィルター材付排水丸太の透水係数の結果を図-4 に加筆したものであり，3 種類の動水勾配で 2 回計測した結果の平均値を500用いた．なお，透水係数 k はレイノルズ数 Re より乱流と判断されたため以下の式より求めた．
(2)
𝑘𝑘 = 𝑣𝑣 √𝑖𝑖
同図より，フィルター材付排水丸太と排水丸太を比較

図-6 排水丸太（実物）図-4 に動水勾配と透水係数の関係を示す．同図より， するとフィルター材による透水係数の低下は僅かである．
動水勾配の増加に伴い透水係数が低下することが確認でさらに，ヘチマの方がその影響が小さい．これより，目きる．同図には，過剰間隙水圧消散工法の 1 つであるグ詰まり防止対策を行っても透水性は大きく変化せず，フラベルドレーン工法に用いられている砕石 5 号，6 号，7 号の結果 4)を参考に示した．それらと比較すると，ケィルター材付排水丸太の透水係数は間隙水圧消散工法のース D2，D3 においては砕石 5 号を上回る透水性能を有も大きいことが明らかとなった．

１つのグラベルドレーン工法に用いられている砕石よりする．表-2 に人工ドレーン材の透水係数の参考値 5),6)を示す．動水勾配 0.25 の時のグリッドドレーンと比較す(3) 目詰まり試験
ると，排水丸太模型の透水性は最も透水係数の大きい
図-8 に目詰まり試験の概要を示す．まず，内径D3 のケースで約 4 分の 1 であることが明らかとなった． 100mm，高さ 127mm の透水円筒内底部に，図-9 に示す
b) 実丸太の場合
直径 100mm で厚さ 7mm の寸法を目標として加工したコ
図-5 に透水試験の概要を示す．越流水槽内に排水丸コナッツまたはヘチマのフィルター材を敷き，その上に次章以降の模型振動実験で用いる珪砂 7 号（密度 2.66太模型を直立させて定水位透水試験を行い，流量は流入

10木材利用研究論文報告集17, 8-16, 2018. 12(単位：mm)

平面図

70800

50

フィルター材

透水円筒

200200

図-8 目詰まり試験の概要■ ：加速度計● ：水圧計単位：mmP5P3100

P1P6P4P2飽和砂層b) ココナッツ
300

図-9 フィルター材
表-3 目詰まり試験の結果
単位mm％m/sg

無対策100a) ヘチマ

排水丸太100

側面図

フィルター材の種類
供試体長
相対密度透水係数
混入土粒子

緩衝材
50400

供試体長 L

砂層

実験ケース
ココナッツ ヘチマなし
12212012766.964.860.01.18E-03 1.24E-03 3.59.E-03
7.328.7

通常丸太

A1

加振方向

図-10 模型地盤の概要

3. 間隙水圧消散効果に関する模型振動実験
3g/cm ，平均粒径 0.17 mm）を，突固めによる土の締固め(1) 概説試験 JIS A 1210 に準拠して供試体を作製した．相対密度は第 4 章と第 5 章の模型振動実験における飽和砂地盤と本章では，模型の排水丸太の過剰間隙水圧消散効果を確認するために模型振動実験を行った．なお，本実験で同じ 60%を目標とした．その後，土の透水試験 JIS A
1218 に準拠した定水位透水試験を行い，試験後にフィは基礎的で定性的な特性を把握することに重点をおいているため，相似則については特に考慮しておらず，これルター材を乾燥させて混入した土粒子の量を計測し，目は第 4 章と第 5 章についても同様である．

詰まりを評価した．
表-3 に供試体内にココナッツまたはヘチマのフィル(2) 実験概要

ター材を入れた場合，また，フィルター材を入れない場合の計 3 ケースの試験結果を示す．同結果は 7 回の試験

図-10 に模型地盤の概要を示す．振動台上にアクリル製の土槽（幅 800mm×奥行 400mm×高さ 500mm）を設置の平均値であり，通水時間は約 50 秒であった．同表よし，その中に珪砂 7 号（密度 2.66 g/cm3，平均粒径 0.17mm）を用いて水中落下法で飽和砂地盤を作製した．層りフィルター材を入れることで土の透水係数は幾分低下するが，両者の違いは大きくない．ここで，フィルター材を入れた場合の透水係数は目詰まりを許容した 50 秒

厚は 300mm，相対密度は約 50%であり，地下水位は地表面と一致している．排水丸太の概要は図-2 に示すとおりであり，直径は 12mm，長さ L は 300mm，縦孔の直間の平均的な値であるため，両者の差が有意であるかの判断は難しい．一方，混入土粒子はヘチマの方が多い結径 DV は 4mm，底部は密閉，頭部は開放となっている．
横孔の直径 DH は 3mm であり，同孔には目詰まり防止の果となった．これは，ココナッツが細い繊維が層状に重なる構造であるため空隙が層直交方向に連続していないためのフィルター材は取り付けていない．のに対して，ヘチマは細い繊維が空隙を作りながら網目

図-10 の平面図に示すように，同地盤の左側に排水丸
太 12 本を 5cm 間隔で千鳥状に静的圧入した．同様に，状に重なる構造であるため，水の流れの生じる層直交方向の空隙が相対的に多いという，構造の違いに起因して右側は孔の空いていない通常丸太であり，中央を無対策地盤とした．入力波は図-11 に示すように振動数 5Hz のいると考えられる．したがって，長時間の排水がある場
合にはヘチマをフィルター材に用いると透水性能が低下正弦波，目標最大加速度 140gal，加振時間 4 秒とした．

する恐れがある．

なお，実験中は入力加速度（A1）と地盤の過剰間隙水圧（P1～P6）を計測した．

11木材利用研究論文報告集17, 8-16, 2018. 12

平面図
800

15010050

緩衝材

0400

入力加速度 (gal)200-50-100

丸太模型-150構造物模型
30-20001324■ ：加速度計● ：水圧計▲ ：変位計単位：mm

立面図

時間 (s）

D2D1

図-11 入力加速度の時刻歴

A3

1.4A2

通常丸太

200

排水丸太

P30.8

P1A1P20.4

100P40.6

1001001.0100

無対策

300

過剰間隙水圧比

1.2200飽和砂層

0.20.005

101520253035

加振方向

40

時間 (s)

図-12 過剰間隙水圧比の時刻歴

図-13 模型地盤の概要（下部打設）
平面図
800(3) 実験結果および考察
図-12 に G..L.-100mm（P1，P3，P5）における過剰間隙頭部固定板

緩衝材

400

水圧比の時刻歴を示す．すべてのケースにおいて，過剰間隙水圧比が 1.0 に達して液状化しているが，排水丸太では，他のケースより消散が早まっている．また，通常

丸太模型

構造物模型

丸太でも僅かではあるが消散が早まる現象が見られた．

30

これは，丸太周面に沿って地表面方向に排水された影響■ ：加速度計● ：水圧計▲ ：変位計単位：mm

立面図7)と考えられる既往の実験結果 と調和的である．

D1D2A3A230

100

4. 沈下抑制効果に関する模型振動実験
P3P4

前章において排水丸太は高い透水性能を有するため，

A1P2200

液状化時に発生する過剰間隙水圧を早期に消散する機能を有することを明らかにした．本章では，戸建住宅のよ100100

P1100300(1) 概説

飽和砂層

加振方向

うな小規模構造物の液状化対策として排水丸太を適用し図-14 模型地盤の概要（周囲打設）た場合の構造物の沈下抑制効果を明らかにすることを目的として模型振動実験を行った．なお，対象構造物は，新設と既設の 2 種類とし，前者の構造物の下部地盤に丸策とした．振動台上にアクリル製の土槽（幅 800mm×奥行 400mm×高さ 500mm）を設置し，その中に珪砂 7 号を太を打設するケース（下部打設）と，後者の既設構造物の周囲に丸太を打設するケース（周囲打設）の 2 種類と用いて水中落下法で飽和砂地盤を作製し，振動締め固め（5Hz，正弦波，目標加速度 100gal，加振時間 30s）によした．また，排水丸太の効果を確認するために，排水機って層厚 300mm，相対密度約 60%，地下水位が地表面能のない丸太を打設するケース（通常丸太）と，丸太をに一致する模型地盤を作製した．排水丸太の概要は図-2に示すとおりであり，直径 12mm，長さ L は下部打設の打設していない地盤のケース（無対策）を行い，それらの結果を比較検討した．

場合 200m，周囲打設の場合 330mm である．丸太の軸方
向には直径 DV が 4mm の縦孔を設け，底部は密閉，頭部(2) 実験概要は開放となっている．横孔の直径 DH は 2mm であり，同

図-13 に下部打設，図-14 に周囲打設の模型地盤の概孔には目詰まり防止のためのフィルター材は取り付けて要を示す．また，同地盤に丸太を打設しないものを無対いない．なお，同丸太に孔の空いていないものを通常丸12100140120100806040200-20-40-60-80-100-120-140

沈下量 (mm)

加速度(gal)

木材利用研究論文報告集17, 8-16, 2018. 1290200gal

80160gal

70120gal

605040300123456789201010時間(s)

0
無対策

通常丸太

排水丸太

図-15 入力加速度の時刻歴
図-16 構造物模型の累積沈下量（下部打設）太とした．また，丸太は飽和状態であり，排水丸太の密度は 1.1g/cm3，通常丸太は 1.2g/cm3 であった．

1.2

正方形に配置した．丸太の打設順番は地盤中央から外側に向かって時計回りに打設し，打設方法は振動締め固め後に地盤をできるだけ乱さないように静的に貫入させた．
構造物模型は 150mm 四方，高さ 115mm の木箱で，重さ過剰間隙水圧比1.0

下部打設の場合，同地盤に丸太 36 本を 30mm 間隔で0.80.60.4

無対策
通常丸太0.2

排水丸太

0.003.45kg，接地圧は 1.5kN/m2（べた基礎の 2 階建木造住宅

2468101216141820時間(s）の 10 分の 1 縮尺を想定）である．なお，構造物模型は図-17 過剰間隙水圧比の時刻歴

丸太頭部に静置してあるだけで連結されていない．
一方，周囲打設の場合，構造物模型の外壁から 30mm（下部打設，200gal，P1）
100

離れた位置が 1 列目の丸太の中心となるよう 64 本の丸太を 30mm 間隔で正方形に配置した．また，地表面から90沈下量 (mm)30mm 突出させた丸太頭部をアクリル製の板で固定し，丸太の水平方向の移動を拘束した．なお，丸太底部は土槽と連結されていない．
入力波は図-15 に示すように振動数 5Hz の正弦波，加振時間 10 秒とし，目標最大加速度を 120gal，160gal，200gal

80160gal

70120gal

605040302010200gal と変化させ同一地盤に計 3 回の加振を行った．な0

お，実験中は入力加速度（A1），地盤と構造物の応答

無対策

加速度（A2，A3）と鉛直変位（D1，D2），地盤の過剰

通常丸太

排水丸太

図-18 構造物模型の累積沈下量（周囲打設）

間隙水圧（P1～P4）を計測した．

1.21.0過剰間隙水圧比(3) 実験結果および考察
図-16 に下部打設の場合の構造物模型の累積沈下量を示す．無対策の最終沈下量と比較すると，通常丸太は52%，排水丸太は 38%に減少している．特に排水丸太は0.80.6
無対策0.4

通常丸太
0.2160gal と 200gal の大きな入力加速度の場合の効果が顕著

排水丸太

0.00である．図-17 は 200gal 入力時の構造物直下 100mmの位2468101214161820

時間 (s）

置（P1）における過剰間隙水圧比の時刻歴であり，移動

図-19 過剰間隙水圧比の時刻歴平均法により平滑化してある．無対策と比較すると，排(周囲打設，200gal，P1)

水丸太は水圧の上昇を抑制し，早期に消散している様子が確認できる．通常丸太の場合，水圧上昇過程は無対策

地表面方向への水圧消散効果と考えられる．なお，加振と同様であったが，消散開始時間は早まる結果となった． 時間 10 秒付近に確認できる水圧の変動は加振終了時に
これは，既往の実験 7)で明らかにしている丸太周面から生じる地盤動揺で発生した水圧である．

13

木材利用研究論文報告集17, 8-16, 2018. 12

平面図

300
通常丸太またはヘチマフィルター
A3P1 P2P3P6P5P4D3020050A1飽和砂層
7575A5400

400200A2A4

入力加速度 (gal)1200
排水丸太またはココナッツフィルター

75

400

5075

200
1000-100-200-30020001側面図■ ：加速度計● ：水圧計単位：mm

D203415202
時間 (s）

A5a) 目標加速度 200gal

250A4A3A2P7P4飽和砂層

P5 P6P8

入力加速度 (gal)

P3300

P2100

P110010010@50600A1加振方向

4002000-200-400-600

図-20 模型地盤の概要

0510時間 (s）図-18 に周囲打設の場合の構造物模型の累積沈下量を示す．無対策と比較すると通常丸太は 23%，排水丸太はb) 目標加速度 350gal
図-21 入力加速度の時刻歴20%に減少しているが，排水効果による沈下の差は明瞭製の土槽（長さ 1200mm×奥行 400mm×高さ 550mm）をではなかった．周囲打設による液状化対策の原理は，構造物周囲に丸太を打設することで丸太と砂が複合された設置し，土槽内の所定の位置に排水丸太を設置した後に剛な壁体を形成し，構造物下部地盤のせん断変形と側方珪砂 7 号を用いて水中落下法で飽和砂地盤を作製し，前章同様の振動締め固めによって層厚 300mm，相対密度流動を抑制することであり，それによって液状化抵抗が増加し構造物の沈下が軽減される．本実験の丸太を打設した場合，120gal と 160gal の入力加速度のケースでは過約 60%，地下水位が地表面に一致する模型地盤を作製し剰間隙水圧はほとんど発生しなかったが，図-19 に示すように 200gal 入力時に液状化が発生した．無対策と比較め効果は加味していない．排水丸太の概要は図-6 に示すとおり直径 200m，長さ 500mm であり，縦孔 DV は直すると，通常丸太と排水丸太は共に水圧上昇過程での液径 30mm，底部は密閉，頭部は開放となっている．横孔の直径 DH は 20mm であり，フィルター材（直径 20mm，た．したがって，本実験では丸太打設による地盤の締固状化抵抗の増加が確認できる．また，排水丸太は早期に動が発生した場合，液状化を早期に終了させる付加的な厚さ 20mm，重さ約 2g）を全ての横孔に取り付けた．
入力波は図-21 に示すように振動数 5Hz の正弦波とし，効果を有することが明らかとなった．

中地震として目標最大加速度 200gal，加振時間 4s で模型水圧消散が開始しており，耐震性能を上回るような地震地盤を加振した．その後，地盤変位の計測等を行った後に，大地震として目標加速度 350gal，加振時間 20s の地震動を同一地盤に与えた．なお，実験中は入力加速度

5. 実丸太を用いた模型振動実験（A1），地盤と丸太の応答加速度（A2～A5），地盤の過剰間隙水圧（P1～P8）を計測した．

(1) 概説
第 3 章と第 4 章の模型丸太を用いた実験結果より，排(3) 実験結果および考察

水丸太の過剰間隙水圧消散効果と構造物の沈下抑制効果

図-22 に過剰間隙水圧比の時刻歴を示す．水圧には地を確認することができた．
本章では，このうち過剰間隙水圧の消散に関して，実盤や丸太の振動に起因する動的振幅が含まれていたため物の丸太を用いて作製した排水丸太に目詰まり防止のた移動平均法により平滑化した．その結果，振幅が等振幅めのフィルター材を取り付けて，その効果を確認する模型振動実験を行った．なお，フィルター材としてココナでない場合にその水圧値が多少上下する場合がある．
図 a)～b)の 200gal 加振の場合，丸太に近い 50mmの位

ッツとヘチマを用い，排水機能のない通常丸太，フィル置では，全てのケースで加振中に一端液状化状態となるター材を取り付けていない排水丸太の結果と比較検討した．

が，フィルター材付排水丸太ではその後速やかに水圧が消散している．丸太から離れた 125mm の位置でも同様(2) 実験概要の傾向である．フィルター材の種類については，ココナッツの方が消散効果が高い傾向を示したが，これは図-7

図-20 に模型地盤の概要を示す．振動台上にアクリル14

木材利用研究論文報告集17, 8-16, 2018. 12

1.20.80.60.4
加振0.20.00510152025303540455055

通常丸太
排水丸太
ココナッツフィルター
ヘチマフィルター

1.0

過剰間隙水圧比1.0
過剰間隙水圧比

1.2通常丸太排水丸太
ココナッツフィルター
ヘチマフィルター

0.8
0.6
0.40.2加振0.060

0510152025

時間 (s）a) 200gal, 4s : G.L.-100mm, Log-50mm
1.2505560

通常丸太
排水丸太
ココナッツフィルター
ヘチマフィルター

1.0

過剰間隙水圧比

過剰間隙水圧比

1.2

0.8
0.6
0.40.245b) 200gal, 4s : G.L.-100mm, Log-125mm

通常丸太
排水丸太
ココナッツフィルター
ヘチマフィルター

1.030 35 40
時間 (s）

加振

0.0

0.8
0.6
0.40.2加振0.00510152025303540455055

60

0510152025303540455055

60

時間 (s）

時間 (s）c) 350gal, 20s : G.L.-100mm, Log-50mmd) 350gal, 20s : G.L.-200mm, Log-50mm

図-22 過剰間隙水圧比の時刻歴の透水係数とは相反する結果となった．これは，第 2 章は周囲に打設することで，液状化に伴う構造物の沈で示したようにヘチマの方が土粒子が混入しやすい構造下が抑制される．

であっためと考えられる．一方，丸太から離れた
125mm の位置では地表面方向への水圧消散も生じるた(3) フィルター材のない排水丸太は目詰まり現象により，めその影響は明瞭ではない．一方，排水丸太は目詰まりィルター材として用いたココナッツとヘチマは目詰のため顕著な水圧消散効果を発揮できず，通常丸太よりまり防止に有効であり，耐震性能を上回るような地遅れて消散が開始する現象が確認された．この原因につ震動が発生した場合，過剰間隙水圧消散効果が付加いては別途検討を要する．
つぎに，図 c)～d)の 350gal 加振の場合，全体的な傾的に機能する．しかし，ヘチマの方が土粒子が混入しやすく長期的に使用した場合，透水性能が低下す

向は 200gal 加振と同様であった．丸太近傍の地表面地盤る恐れがある．

過剰間隙水圧の消散効果は期待できない．一方，フは大きな振幅で波打つため，図 c)に示す水圧が大きく変動する現象が見られたが，加振終了後にはフィルター

謝辞：模型実験では福井工業高等専門学校専攻科学生の材付排水丸太の水圧消散効果が確認された．

勝見大雅氏の協力を得た．また，本研究は科学研究費補助金（課題番号：26420489）の補助を受けて実施したも6. おわりにのである．ここに記して謝意を表する．
参考文献

本研究は，丸太を用いた液状化対策工法の高度化を目指して排水機能付丸太を提案し，その有効性について透1)

水試験ならびに模型振動実験により検討を行った．その結果，以下の結論を得た．
(1) 排水丸太の透水性能は，自然材料である砕石と人工

2)

ドレーン材の中間に位置する．また，排水孔の目詰まりを防止するためのフィルター材としてココナッ
ツやヘチマを取り付けた場合でも，その性能は大き3)

く低下しない．
(2) 排水丸太は液状化時の過剰間隙水圧を早期に消散する効果を有する．また，同丸太を構造物の直下また

4)15吉田雅穂，沼田淳紀，上杉章雄，久保光，宮島昌
克：スギ丸太を用いた液状化対策工法の検討，土木学会第 63 回年次学術講演会講演概要集，pp.43-44，
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飛島建設株式会社，兼松日産農林株式会社，昭和マテリアル株式会社：丸太打設液状化対策&カーボンストック工法，先端建設技術・技術審査証明報告書，先端建設技術センター，2014．
五十島康平，吉田雅穂：排水機能付き丸太を用いた液状化対策に関する基礎的検討，第 50 回地盤工学
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浅野勇，林田洋一，増川晋，田頭秀和：ポーラスコ

木材利用研究論文報告集17, 8-16, 2018. 125)
6)
7)

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DEPP 工法研究会：DEPP 工法（液状化対策工法）技術資料（改訂版），pp.15-17，2011．
国土技術政策総合研究所都市研究部：柱状ドレーンによる液状化対策効果の計測，p.3，2011．
吉田雅穂，宮島昌克，沼田淳紀，木内貴之，渡邉雄大，内藤法子：スギ丸太を利用した液状化対策工法に関する模型振動実験，第 44 回地盤工学研究発表会平成 21 年度発表講演集，pp.1425-1426，2009．
(2018. 8. 31 受付)

STUDY ON LIQUEFACTION COUNTERMEASURE TECHNIQUE BY USINGLOGS WITH DRAINAGE FUNCTION
Masaho YOSHIDA, Toru MATSUURA, Kohei ISOSHIMA, Yuki KAWABATA
and Atsunori NUMATA
A technique of ground reinforcement by installing logs into loose saturated sand layer was proposed asa countermeasure against soil liquefaction. The principle of this method is based on compaction of soil.
Because a target performance of the method is set against the Level 1 earthquake ground motions in Japanese seismic design code, it is necessary to improve the method by using other technique together or adding a new function in order to guarantee the seismic performance against Level 2 earthquake ground motions. The log with drainage function based on a water pressure dissipation method was proposed in thisstudy. This log was made by opening holes in a core and on the surface. The principle of the method is todissipate water pressure when an excess pore water pressure increases by Level 2.
Permeability tests and small scale shaking table tests were conducted to evaluate the effectiveness of
the log with drainage function. As a result, the log with drainage had high permeability same as crushedstones, and it could reduce the rate of accumulation of excess pore water pressure and increase the velocity of its dissipation. Furthermore, the settlement of house could be mitigated because the effect of log
with drainage improved liquefaction resistance and seismic performance.

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