木杭密打ちによる河川堤体の対液状化強化地盤工学研究室研究の背景と目的天野賢志河川堤防の多くは、転圧不足部と緩い砂地盤が未改良のままの部分を内蔵しており、耐震性の強化が急がれる。それには法尻地盤をセメント混合処理や締固め砂杭で強化して、堤防基礎を水平に拘束する工法が採られている。本研究では、堤体法先部に間伐木杭を密に打設し、砂地盤の密度増加と杭の曲げ剛性による耐震性の強化を図る工法を提案し、その効果を調べる。間伐材を用いるのは、植空圧（間隙流体圧送）林地の荒廃を防ぎ、かつ植林地に生物相の多空圧（バルブ開閉）様性を回復させると共に、保水性の向上を図るためである。実験方法傾斜計間隙流体用タンク実験装置の概観を図-1 に示す。図-2 のように、模型砂層の左右両端は、変天端沈下計形が単純せん断的になるように、下端がヒンジで上端を互いにつないだ透水性の可動壁になっている。堤体は長方形断面のアルミ棒をバルブ連結したものを用い、天端部にて沈下量を測透水パイプ定する。底面応力分布は、原型換算で天端幅 2m、高さ 3m で,法勾配 1:1 の砂堤体のもの図-1 実験装置の概観を再現している。地盤には豊浦砂（D max =0.425mm、ρ dmax =1.65g/cm 3 、アルミ棒積層堤体Ｌつなぎ材Ｃ ρ dmin =1.36g/cm 3 ）を用い、容器を横倒しにして、 60 乾燥状態での空中落下法により、Dr=20%に緩く作製する。模型杭はφ3mm、長さ 80mm（原型換 40 可動壁 1:1 ヒンジ R=2560 算φ150mm、長さ 4m）のアルミ棒を用い、位置 80 40 決めのガイド板を用いて手で圧入する。間隙流体には、変形中の非排水状態を満足するため、粘性を水の 50 倍に調節した HDMC 溶液を用いる。間隙水圧計 452 砂地盤（）模型は実物の 1/50 を想定しており、これを 50G 模型杭ヒンジ図-2 供試体の構成の遠心加速度場において、左右に繰り返し傾斜さ水平震度せ、静的震度法に基づく水平力による変形を観察した。まず 50Ｇ遠心場で、空気圧により間 0.2 左傾斜隙流体タンクから左右隔壁の外側へ粘性溶液を流し込み、砂地盤を飽和させる。粘性溶液は隔壁のフィルターを通って、また底面に設置した 500 0 時間 (s) 1000 右傾斜 -0.2 通水パイプの容器中央の開孔部から砂層に浸透する。供試体の傾斜は、水平→左傾斜→水平→ 右傾斜→水平を 1 波とし、これを 5 波表-1 実験条件（各要因の変化範囲）繰り返す（図-3）。1 波に要する時間は約 85 秒である。変形の観察は、格堤体子状に配した色砂、および素麺の写真から読み取る。実験は、表 -1 に示す条件の組み合図-3 傾斜による水平震度砂アルミ基礎地盤間隙流体の杭条件 Dr（%）打設間隔列数粘性（mm2/s） 20 1(水) なし 30 9mm（3D） × 9 50 40 12mm（4D） × 7 200 50 18mm（6D） × 5 わせで行った。 Key Words：液状化、間伐木杭、遠心力模型実験、静的震度法実験結果と考察変形量は 0.5 波目（左傾斜）が最も大きく、傾斜を繰り返す内に変形の増分は徐々に小さくなっていく。0.5 波目で単純せん断的に左に変形し、 1 波目では隔壁はほぼ直立に戻っている。その後も変形は左側のみで、左右対称には進まない。変形は 3 波目程度まで続く。図-4 に、各条件での 0.5 波目の変形の様子を、傾斜前の状態と併せて示す。隔壁の横方法への変位から、砂地盤の単純せん断変形の大きさを比較すると、杭の打設間隔が密になるほど変形が抑えられる事が確認できる。傾斜終了時の変形は、杭なし条件に基礎地盤のDr 20% （1 ）杭なし比べ杭あり条件では、堤体の沈下とそれに伴う基礎地盤が左右に押し広げられる変形は小さい。しかし、杭条件による違いは明確には見られない。沈下量も、供試体変形と同じく、徐々改良範囲内のDr 31% （2 ）6D×5 に小さくなっていく。ほとんどの実験条件で、大きな沈下は 1 波目までに終了し、その後はなだらかに進んでいく。図 -5 に杭打設後の改良範囲内の Dr と、傾斜段階ごとの天端沈下量の関係を示す。供（3 ）4D×7 45% 試体変形と同様に、杭の打設間隔が狭まり、改良範囲内の密度が上がるにつれて、沈下量も抑えられている。図 -6 に、傾斜中の間隙水圧の変化を示す。どちらにも短時間での急激なピー（4 ）3D×9 66% クが見られるが、傾斜の変化との一致は見られない。傾斜を繰り返す内に、ピークは低く、時間的な変動は小さくなる。杭の有無で比較すると、杭なしの方がピ図-4 ークの最大値は大きく、発生回数も多く、２波目、3 波目にも生じる。これらのピークは､砂の構造破壊の際の、過剰間隙 0.5 水圧を捉えていると考えられる。 0.4 結論背面側 C B A 左右 0.3 に大きく貢献している事が確認できた。 0.2 14 沈下量(mm) 10 8 6 4 2 20 杭なし 30 40 50 Dr(%) 60 6D 4D 3D 杭の打設間隔 (D=3mm) 図-5 堤体沈下量 A B C 0.4 0.3 0.2 左傾斜 0.1 右傾斜 70 0 0.2 0 -0.2 kh 0 （1）杭なし 0.5 間隙水圧(kgf/cm2 ) 0.5波沈下量 1.0波沈下量最終沈下量 12 A C B ガラス面側以上の結果から、杭打設による基礎地盤の密度増加が、地盤変形の拘束 0. 5波目での供試体変形 0 100 200 300 経過時間(sec) 杭なし（3D×9）図-6 間隙水圧の変化 400 500