基礎系部門 / 安全安心な都市とモビリティー

地盤災害予測・軽減への挑戦

概要


我々人類は、古くから大地の営みを享受する一方で、その脅威を目の当たりにしてきました。

とりわけ日本は、世界有数の地震大国であり、国土の70%を山岳地帯に覆われていることから、後者の負の側面が強調される機会が多くあります。

自然災害というこの側面は、我々が大地上での営みを主とする以上、その大地の特性を切っても切れない関係にあります。

清田研究室では、よりレジリエントな社会基盤の構築に向けた高度な防災戦略への貢献を目的として、世界有数の高精度な土質力学試験装置を用いて、様々な地盤挙動の発生機構や地盤の動力学的な性質に着目した研究を実施しています。

 

液状化ハザードの予測


地盤の液状化は、1964年の新潟地震以降、水道管等のライフラインの寸断や構造物の不等沈下など、それがもたらす物的被害の大きさから注目を集めている地盤災害の一つです。

液状化は、密度、粒度分布、粒子形状、応力履歴、年代効果、応力状態といった地盤のパラメータによって、その発生の仕方が大きく左右される現象です。

このため、現在でも複数の要因が複雑に絡んだ原位置地盤の液状化特性の評価は困難であるとされています。

清田研究室では、複数台の高精度ひずみ制御式三軸試験装置や、大小の振動台実験装置により、砂質土の液状化特性に関する研究を精力的に行っています。

 

スレーキング材料の力学挙動の解明


スレーキングは、温度や乾湿繰り返しによる地盤材料の劣化現象を指し、その発生には地質の形成過程やその後の外的環境変数の変化が大きく影響します。

この現象は気候変動による降雨や気温の極端化によって将来的により顕著になると考えられ、現象の解明が望まれています。

清田研究室では、乾湿繰り返しを模擬した長期に渡るクリープ試験や、温度勾配を付けた状態でせん断可能な改良型三軸試験装置を用いて、乾湿繰り返しや温度変化によるスレーキング材料の変形特性の評価を行っています。

 

補強土工法の効果検証


ジオセルやジオグリッドといった補強土工法は、山岳地や丘陵地において平地を確保する必要がある我が国おいて、不可欠の技術です。

しかしながら、引張破壊がどのようなメカニズムで発現されるかについては複数の説があるものの、ジオセルの様々な形状がどの破壊形態を優位にさせるのかについて、体系的な研究は行われてきませんでした。

清田研究室では、画像解析が可能な引き抜き試験装置やDEM(個別要素法)による模型のシミュレーションを通して、より高い靭性を持つジオセル・ジオグリッドの技術開発を推進しております。

 

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