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日本建築学会大会学術講演梗概集（東北） 2009年 8 月

小規模建築物を対象とした液状化対策の設計法に関する研究（その 2）
正正正戸建住宅
地盤補強工法

液状化
液状化対策

真島 正人 1*
○ 磯部 有作 2*
松下 克也 3*

正正高田里

徹 1*
優 2*

地盤調査

1. はじめにその 11)では，小規模建築物を対象とした地盤調査から3.3 m）以下の細砂層がほぼ一様に液状化層（FL ≦ 1）であることが確認された。

液状化対策の必要性の判断フローと補強対策を提案した。 3. 解析手法の概要
本稿では提案した液状化対策の補強効果について有限要
当 解 析 の 検 討 プ ロ グ ラ ム に は ， FLIP （ Finite element
素法（FEM）による有効応力動的解析を実施し，過去にanalysis of Liquefaction Program）を使用した。FLIP は，地液状化によって不同沈下した建物の被害事例をもとに検盤－構造物系の有限要素法による 2 次元動的有効応力解討解析を行った。

析プログラムであり，地震動による地盤や構造物の残留2.

変形，構造部材に生じる応力などを求めることができ，液状化によって不同沈下した建物の被害事例
対象宅地は，柏崎市松波にある木造 2 階建ての住宅で， 現在，港湾・空港をはじめとする土木構造物の耐震性能
2007 年新潟県中越沖地震（マグニチュード M = 6.8，推定照査に広く利用されている。
最大水平加速度値amax = 513 cm/s2）により液状化が起こり，解析には，(1)家屋と地盤の二次元モデル，(2)入力地震不同沈下が生じている。この宅地は当地震により，液状動，(3)地盤物性値，(4)対策工の設定を行う必要がある。

化に伴う噴砂が生じており，宅地中央部に向かってすり

図 3 に今回の解析に用いた有限要素解析モデルを，図 4

鉢状に約 0.4 m の地盤沈下が生じた。しかし，建物には支に入力地震動（柏崎 K-Net より）を，表 1 に解析に必要持力増加と不同沈下抑止を目的として，直接基礎（基礎な地盤物性値の決定方法を示す。ここでは簡易手法によ

幅 450 mm）下に改良深さ 4 m の杭状地盤補強（柱状改良る解析の検討を行うことを目的としているため，各種サ体）を施していたため，建物の被害程度は軽微な部類

ウンディングデータで推定される N 値，細粒分含有率 Fc，（不同沈下量 50 mm）であった。

地下水位（表 2）から各物性値を求めた。

図 1 に地震後に当宅地内で実施した地盤調査（SPT，検討ケースは地盤調査方法から求めた物性の違いによ

SWS，CPT，粒度試験）の結果を，図 2 に FL 値の深度分る比較検討と柱状改良を行った場合と行っていない場合布と建物への危険度評価を示す。図 2 より地下水位（GL-についてそれぞれ実施した。

0123051015(a)CPT(b)SWS(c)SPT,ボーリング調査
図 1 各種地盤調査の結果

Research on design method of liquefaction countermeasure forprivate housing (No.2).

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図2

FL 値の深度分布と建物への危険度評価

MAJIMA Masato, TAKATA Toru
ISOBE Yusaku, SATO Masaru, MATSUSHITA Katsuya

4. 解析結果と考察
図 5 に各地盤調査別の過剰間隙水圧比の分布図を，図盛土

柱状改良体
15m

6 に 50 秒後の残留鉛直変位を示す。図 5 より，地下水位より下部の砂層がほぼ一様に過剰間隙水圧が高まること100mがわかる。ただし地下水位より下部の柱状改良体周面部

図 3 解析モデルと底部は，その周囲に比して間隙水圧の上昇は抑えられ

1000
加速度 (gal)max 513.6(gal)
500ており液状化の抑制効果と言える。図 6 より，SPT によ0る調査法で求めた残留沈下量は約 115 mm，CPT および-500SWS による調査法で求めた残留沈下量は 153～162 mm と-1000
051015202530354045なり SPT による結果より沈下量はやや大きく出ている。

50時間 (sec)

図 4

入力地震動（a）CPT

表 1
分類

解析に必要な地盤物性値の決め方

2)

モデルパラメータ

変換式

せん断弾性係数

G ma = 144N 10.68Kma

体積弾性係数2(1 + n )K ma =G ma
3(1 - 2n )

ν

ポアソン比

0.33

ff

内部摩擦角

D r = 21{N 1 (s v¢ + 0.7 )}0.5および文献 2）の図-10 より推定

hmax

履歴減衰の上限値fp

変形角

Gma（b）SPT+粒度試験

動的変形特性（c）SWS+粒度試験

0.2428（度）図 5 過剰間隙水圧比分布（50 秒後）

w1 = 0.623 exp(0.180( N ) 0.66 ) if Fc £ 5%= 3.620 exp(0.116( N ) 0.66 ) if Fc = 10%

液状化特性全体を規定するパラメータ

Wi= 3.830 exp(0.143( N ) 0.66 ) if Fc = 20%

液状化特性の前半を規定するパラメータ
液状化特性の後半を規定するパラメータp1
p2

0.5100P2 = -0.0166 N a + 1.215
c1 = 1.6 if N a £ 16

液状化発生の下限値を規定するパラメータ

cl= 1.3 if 16 < N a < 22= 1.0 if N a ³ 22

液状化の終局状態を規定するパラメータsl

0

鉛直変位 (mm)

液状化特性= 4.400 exp(0.168( N ) 0.66 ) if Fc = 40%0.005-100CPTSPTSWS-200

CPT (改良なし )SPT (改良なし)
SWS(改良なし )-300-400*(N)0.66, N1 および Na の算定方法は文献 2)を参照

-15

表 212

CPT
盛土
シルト混じり砂

3砂4

砂
シルト混じり砂

5SPT+粒度試験

SWS+粒度試験

CPT

SPT+粒度試験

SWS+粒度試験

CPT

SPT+粒度試験

SWS+
粒度試験

盛土

盛土

15157151515

砂

3430

盛土
埋土

砂

砂

84410

1.51005.510351230
66187207710155. おわりに
ここでは，小規模建築物の液状化の補強効果を FLIP による有効応力解析で表現し，地盤物性値（地盤調査法）の結果を示しており，今後データを蓄積して本手法の有効性をさらに検証したいと考える。
参考文献

10111)

12135が与える影響や実被害量との違いを見た。今回は 1 箇所
71017砂丘砂
砂3030105砂

307砂
砂

891砂

67砂

50

図 6 地表面の鉛直変位の時刻歴

細粒分含有率F c（％）

N値

-5水平距離(m)各調査結果から求めた地盤モデル

地層名
深度(m)

-10泥岩

泥岩泥岩

141414139090902)

高田他 : 小規模建築物を対象とした液状化対策の設計法に関する研究（その 1）, 日本建築学会大会学術講演便概集, 2009（投稿中）.
森田年一, 井合進他 : 液状化による構造物被害予測プログラム FLIP において必要な各種パラメタの簡易設定法, 港湾技研資料 No.869, 1997

15

*1 設計室ソイル*2 地層科学研究所*3 ミサワホーム総合研究所*1 Soil Design Inc.
*2 Geoscience Research Laboratory Co., Ltd.
*3 Misawa Homes Institute of Research and Development Co.,Ltd.

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