全地連「技術フォーラム 2024」新潟【9【CO120】

液状化判定における繰返し非排水三軸試験結果の有用性
株式会社東建ジオテック

1. はじめに〇愛甲健太，斉藤 豊法（液状化試験結果より算出）により、それぞれの液状一般に建築分野の液状化判定方法は、実測 N 値に細粒化安全率 FL 値（液状化強度比/繰返しせん断応力比）を分含有率による補正 N 値を考慮し、液状化強度比を算出求めた。詳細法では、安全率 FL 値の分子である「液状化する「簡易法」と、繰返し非排水三軸試験（以下、液状強度比」に、今回の液状化試験結果（RL15）を代入した。

化試験）で得られる液状化強度比を使用する「詳細法」

地表面水平加速度は損傷限界の1.5 m/s²・2.0 m/s²およが知られている。近年、福岡市街地において超高層・免び終局限界の3.5 m/s² とした。

震物件が多くなり、液状化判定の際に乱れの少ない試料採取を行い、詳細法の試験を実施する機会が増えている。

4. 液状化試験位置

福岡市内の地盤特性として、沖積層・洪積層の未固結

福岡市内の現場 A および B において、表-1、表-2に示堆積物の大半を砂層が占めていることが挙げられる。こす深度・地層で「乱れの少ない試料採取」を実施し、液れらは堆積物の供給源がマサ主体であることに起因して状化試験を実施した。

いる。また、福岡市の地形特性として、平野が比較的小さく、河床勾配がやや大きいことが挙げられる。そのた

表-1 現場 A（沖積層）
地 層

土 質

沖積
砂質土層

礫混じり
シルト質砂

試料番号

採取深度(GL- m)

め一般的な広大平野の土砂と比較し、粒子が角張っているものが多い傾向にある。粒子が角張っている場合、内部摩擦角は大きくなることが知られているが、液状化強度の差違についてはあまり知られていない。福岡市内の地盤は GL-20m 以浅の未固結堆積物が砂層主体であるこ

2.70～
3.25
2.90～
3.70TR22-2
TR27-1

実測N値

孔内水位(GL- m)

22.60

21.88

表-2 現場 B（沖積層・洪積層）
地 層

土 質だったが、建築基礎構造設計指針改定後では検討対象と

沖積
砂質土層
洪積
砂質土層

礫混じり
砂シルト混じり
砂なっており、沖積層が比較的薄く、洪積層が厚い福岡市

試料番号 TR3-3（現場 B の洪積層）については、採取内では、より液状化の影響度が高まっている。そこで、深度が GL-20m 以深と液状化対象外であるが、GL-19m 以

福岡市内の沖積・洪積地盤を対象とし、原地盤の土質特深より同じ地層が分布しているため、TR3-3の液状化試験

性を反映した強度評価が可能な「液状化試験」を実施し、結果を GL-19m 地点に適用し、液状化検討を行った。とから、建築物基礎に対し、液状化の影響度が大きくなる傾向がある。また、かつて洪積層は液状化検討対象外

試料番号

採取深度
(GL- m)8.50～
9.35
20.50～
21.50

TR3-1
TR3-3

実測N値

孔内水位(GL- m)

100.3014

簡易法と詳細法による液状化強度比の比較検討を行った。

5. 液状化試験結果
2. 液状化試験方法（1）現場 A（沖積層）

液状化試験は、地震・波浪などによる繰返し応力を非表-3に示すとおり、TR22-2では液状化強度比 RL15 =排水条件のもとで受ける飽和土の強度特性（液状化特性）0.135、TR27-1では RL15 = 0.156を示し、2地点（同一地を求めることを目的とした室内試験である。実際の繰返層）で近い値が得られた。

し応力の振幅と周期は不規則で、地盤の静的な応力状態との相互関係も含めてこれらを室内で再現することは困

表-3 現場 A 液状化強度比算出結果
地 層

難だが、等方圧密した供試体の軸方向に一様の振幅繰返し荷重を、非排水条件のもとで載荷することにより、土沖積
砂質土層

試料番号
TR22-2
TR27-1の液状化強度特性の指標とすることができる。軸ひずみ
両振幅5 %、繰返し回数20回（RL20）に対する繰返し応力

採取深度(GL- m)
2.70～
3.25
2.90～
3.70

液状化強度比RL20

RL15液状化強度比
採用値

0.215

0.225

RL15 × 0.6 = 0.135

0.224

0.260

RL15 × 0.6 = 0.156（2）現場 B（沖積層・洪積層）比が液状化強度比となる。今回液状化判定を行う際は、

表-4に示すとおり、TR3-1では液状化強度比 RL15 =建築分野で使用されることの多い繰返し回数15回（RL15）0.193、TR3-3では RL15 = 0.104を示し、沖積層と洪積層

1)の値 をグラフから求め、その値に室内試験結果と原位で値に差が見られた。

2)置の補正として補正係数0.6を乗じた値 を使用した。

表-4 現場 B 液状化強度比算出結果
地 層

3. 液状化判定方法
3)

液状化判定は、「建築基礎構造設計指針」 に記される手順に準拠し、簡易法（補正 N 値より算出）および詳細

沖積
砂質土層
洪積
砂質土層

試料番号
TR3-1
TR3-3

採取深度
(GL- m)8.50～
9.35
20.50～
21.50

液状化強度比RL20

RL15

液状化強度比
採用値

0.306

0.322

RL15 × 0.6 = 0.193

0.158

0.173

RL15 × 0.6 = 0.104

全地連「技術フォーラム 2024」新潟
6. 液状化判定結果（FL 法）（2）現場 B（沖積層・洪積層）（1）現場 A（沖積層）

液状化強度比および安全率は、沖積層（TR3-1）では詳

表-5に示すとおり、液状化強度比は細法がやや大きい値を示し、洪積層（TR3-3）では詳細法TR22-2（沖積層）：簡易法 0.138、詳細法 0.135が半分程小さい値を示した。洪積層の安全率は地表面水TR27-1（沖積層）：簡易法 0.135、詳細法 0.156

平加速度1.5 m/s²で簡易法が1.0を上回るが、詳細法ではを示し、簡易法と詳細法でほぼ同等か、詳細法がやや大1.0を下回る結果となった。2.0 m/s²・3.5 m/s²では、簡きい値となった。
安全率は液状化強度比に比例している。

易法・詳細法ともに安全率は1.0を下回る結果となった。

表-5 現場 A 液状化強度比・安全率算出結果

かつて洪積層は液状化検討対象外とされており、その地表面水平加速度液状化強度比

1.5 (m/s²)

2.0 (m/s²)

FLFL

試料番号 採取深度(GL- m)TR22-2 2.70～(沖積層) 3.25
TR27-1 2.90～(沖積層) 3.70

3.5 (m/s²)

理由は「洪積層は一般に N 値が高く、続成作用により液状化抵抗が高いため」とされていた4)。しかし現場 B のFL

簡易法

詳細法

簡易法

詳細法

簡易法

詳細法

簡易法

詳細法

0.1380.135

1.286

1.255

0.964

0.941

0.551

0.538

0.135

0.156

1.096

1.265

0.822

0.948

0.470

0.542

※FL＜1.0は赤字表記（2）現場 B（沖積層・洪積層）

洪積層（TR3-3）では、詳細法でも安全率が1.0を下回ったため、続成作用の影響で液状化抵抗が高くなっているとは言いきれない結果となった。簡易法では続成作用や粒子形状などの土質特性は考慮されないため、今回詳細

表-6に示すとおり、液状化強度比は法でそれらを評価できたことは意義深いものと考えられ

TR3-1（沖積層）：簡易法 0.179、詳細法 0.193

る。洪積層の液状化強度比については、詳細法が簡易法

TR3-3（洪積層）：簡易法 0.203、詳細法 0.104の約半分の値を示したが、これは浅部の沖積層（TR3-1）を示し、沖積層（TR3-1）では詳細法は簡易法よりやや大より採取深度が約11m 深く、試料採取精度がやや低下しきい値を示した。いっぽう洪積層（TR3-3）では、詳細法たことが要因の一つとなっている可能性が考えられる。

が小さい値（簡易法の約半分）を示した。安全率は液状化強度比に比例している。
表-6 現場 B 液状化強度比・安全率算出結果
地表面水平加速度
液状化強度比1.5 (m/s²)

2.0 (m/s²)

3.5 (m/s²)

FLFLFL

試料番号 採取深度(GL- m)TR3-1 8.50～(沖積層) 9.35
TR3-3 20.50～(洪積層) 21.50

簡易法詳細法

簡易法

詳細法

簡易法

詳細法

簡易法

詳細法

0.179

0.193

0.961

1.035

0.721

0.776

0.412

0.444

0.203

0.104

1.276

0.652

0.957

0.489

0.547

0.279

※FL＜1.0は赤字表記

写真-2 TR3-3 供試体状態（左：試験前 右：試験後）

8. まとめ
液状化強度比の差は安全率に直結し、基礎工においての影響度が大きい（例えば杭基礎の場合①地盤反力係数

7. 考察が小さくなり杭径が大きくなる ②杭の本数が増える（1）現場 A（沖積層）等）。また、地震応答解析時の影響も大きいため、超高層・簡易法・詳細法ともに液状化強度比および安全率はほ免震物件が関与する地盤では高精度な液状化判定が有効ぼ同等か、詳細法がやや大きい値を示した。液状化判定である。今回沖積層(3試料)の液状化強度比は、いずれもの計算式は、一般的な土砂から求められたものと考えら

簡易法と詳細法で同等か、詳細法がやや大きい値を示す

れるが、特殊土（例えば粒子形状が針状のシラス）では、傾向があることが分かった。したがって液状化試験によ式と異なる液状化強度特性を有する例も確認されていり原位置の液状化強度特性を適切に評価できた可能性がる。現場 A の沖積層（φ2～5mm 程度の角礫を混入）は、高く、液状化試験の有用性は高いものと考えられる。洪簡易法と詳細法の差異は小さいため、特殊土的な影響は積層では低い液状化強度比を示したが、1試料のみの結果小さいものと考えられる。乱れの少ない試料採取およびで傾向は捉えきれていない。そのため今後様々な場所・土質試験（物理・力学試験）を行う際は、試料の取扱い深度で洪積層の試料採取・液状化試験を実施し、データには注意が必要であり、特に液状化試験をはじめとする数を増やし、液状化強度比の傾向を確認する方針である。

動的試験は、試料の採取・保管・運搬には細心の注意が必要とされている。これらを考慮すると、簡易法と詳細《引用・参考文献》

法で液状化強度比の差異が小さかったことの要因とし

1) 入門シリーズ28 知っておきたい地盤の被害-現象 メて、1）高精度で乱れの少ない試料採取ができたこと 2）

カニズムと対策-（2003）、社団法人地盤工学会、p.116

試料保管状態（脱水・凍結保管）および運搬状態が良好

2) 入門シリーズ21 土質試験から学ぶ土と地盤の力学入だったこと が考えられる。

門（1995）、社団法人地盤工学会、p.262
3) 建築基礎構造設計指針（2019）、一般社団法人日本建築学会、pp.50-52
4) 道路橋示方書・同解説 Ⅴ 耐震設計編（2018）、公益写真-1 TR22-2 供試体状態（左：試験前 右：試験後）社団法人日本道路協会、p.166