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液状化現象の予測と対策
台風や豪雨、地震による山地斜面崩壊や河川堤防の破提など激甚災害が多発し、地盤災害に対する備えの重要性が改めて認識されています。模型実験や数値シミュレーションによる地盤災害のメカニズム解明と予測、また対策法の開発に取り組んでいます。
地震時液状化による河川堤防の被害
1995年兵庫県南部地震や2011年東北地方太平洋沖地震では、基礎地盤や堤防内部の液状化により、堤防が大きく損傷する被害が生じました。地盤は地震を受けて液状化すると砂粒子同士の嚙み合わせを失い、強度がゼロ近くまで低下します。このような破壊現象を力学モデルを用いて数値シミュレーションにより再現します。
図：2011年東北地方太平洋沖地震で被災した河川堤防の断面（宮城県鳴瀬川下中ノ目, 北上川等堤防復旧技術検討会 報告書, 国土交通省東北地方整備局, 2011）
図：三相系有限変形FEM解析法による変形メッシュ（Li and Kimoto 2018）
図：盛土部の有効応力減少比（堤防内部の飽和領域（赤い部分）が液状化している）
液状化対策法の開発
液状化被害を軽減するための対策工法が種々提案されています。土を密に締め固めるサンドコンパクションパイル工法、液状化しにくい土に置換・固結する深層混合処理工法や薬液注入工法、間隙水圧を消散させるドレーン工法、飽和度を低下させる地下水位低下工法などが実施されています。より低コストで効率よく被害を軽減するための液状化対策工法の開発を目指します。
マイクロバブル水を用いた液状化対策に関する振動台模型実験
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