土木災害探偵。

拙著の紹介と土木をテーマとするブログです。天災人災マッドフラッドそして政災。事実を保証するものではなくエンタメ路線とかも入っています。

液状化は地震はなくても生じる!?(クイックサンド現象)。擁壁倒壊事故の原因は砂の流出によっての内部摩擦角の減少。


いろいろと液状化の話を地震とともに聞く。言ってしまうなら地震イコール液状化と多くの人は誤った解釈をする。でも実際はいろいろな理由で液状化は生じる。それでだ。どのような状態でそれは生じるかを説明する。それはどっちも地下水と関係する。地震の場合は振動によって土粒子間の結合は崩壊して間隙水圧は上向きに向いて水を土砂と一緒に押し出す。そして砂は噴き出し一面に泥砂だらけとなる。もう一方。地震は生じなくても液状化を生じることを知っているだろうか。皆さんの住んでいる家の横に一回り大きい豪邸を言うなれば直接基礎をもって建造をされていて下の地盤は砂層優先の粘土層だとどうなるか。地下水は高い場合は豪邸の重量によって過剰間隙水圧は生じてその水は周辺に押し出される。それによって土砂の結合は崩壊して液状化を生じさせる。皆さんの家の下の地盤にまで達して液状化を生じさせて不等圧密沈下を生じさせ家は崩壊するところとなる。立派な液状化だから砂は噴き出すと同時に泥水より比重の軽い水道管及びガス管は浮いて露出する。思い家は逆に沈んでいく。液状化以外何者でもない。昔は現代では信じられないことだけど直接基礎の小ビルを多く見かけてそのような被害も多い。もしそのような前兆を見かけていたらその家の間にシートパイル(板杭。)を打って地下水の流入をブロックする。豪邸と我家の間に連続地中壁を設ける。(やりすぎか!?)すると恐らく家は無事となる。その前兆は地面は雨降りじゃないにも関らず地面は抜かるんで明らかをもって異変を感じる。建設会社へ行って地下水を下げて貰う方法もある。ウェルポイント工法と言って地下水をポンプで下げるような方法。液状化しない地盤を造る方法はサンドコンパクションパイル工法と言うのもある。軽く言うなら地盤に一定間隔の砂杭を設けて水掃けをよくする。ただ言っとくのは家を建造した人の責任だからよく相互に話し合うものと言える。地盤のその変化は家を崩壊させる状態となる。戦うときは戦わなければその代償は大きいものだ。以上。


以前か!?擁壁の倒壊事故のニュースはどこかであった。地盤のすべりを現すとき二つあって楔型か若しくは円形となっている。大規模をもって広範囲の場合は円形すべりとなる。そしてだ。小規模の恐らく限定的な場所は楔型をもって表すようだ。よってだ。擁壁倒壊事故は言うまでもなく楔型すべりとなる。と言うか崩落と言うのを正解とする。その考えの元となっているのはクーロンの土圧論と言える。擁壁のその形状を設計するときそれを要いる。そしてだ。その場所に出ている土の内部摩擦角と言う要素を見受ける。若いときに教員にその実体についてしつこく質疑をしたのを記憶している。図で表すとどうなんだ!?とかモールの定理にどう関係するか!?とかいろいろ食ってかかる。教員は出くわす度にさっさと逃げるような状態となる。言ってしまうならよく説明可能なほどわかり得ていないのだ。言っとくけど皆さんには殆ど関係ないものかも知れないけれどだ。内部摩擦角は前の倒壊事故と想像以上に関わっていたようだ。クーロンの土圧論で言うなら楔型の言うなれば下向きの主動土圧に対して抵抗する受動土圧の上向きの滑り面上に働くその垂直軸より何度くらいか傾斜して働くベクトルを表している。そしてその角度は直接か間接せん断試験において複数の資料においてせん断強さをグラフへプロットする。そのグラフの線上の傾斜角度を内部摩擦角と言っている。間接せん断試験の場合は軸差応力を直径とするモールの応力円を複数グラフへプロットする。その接線を通る直線を為す角度は内部摩擦角となるとおっしゃっている。各サンプルのせん断強さのタンジェントθは内部摩擦角となっている意味は置いとく。その角度はクーロンの土圧論上ではベクトルと言う状態で表記しているようだ。意味はようやく分かりかけてくる。擁壁倒壊事故の原因のいくつかは下向きのすべりに対抗する上向きすべりの力の弱さを原因とするようだ。そしてだ。その原因の一つは内部摩擦角の減少と言える。ベクトルはすべり面に直角言うなれば内部摩擦角は0度となったとき抵抗は殆どないからすべるところへ行って擁壁はその状態で倒壊するところとなるものだ。内部摩擦角はどうして設計値より低く変わるかと言おう。砂質優先土は地下水の流出によって押し流されて強度を低く変化させてその内部摩擦角は小さく減少する。すべりに抵抗不可能となって下向きのすべりは強く変化してそして倒壊する。前の倒壊事故は砂の流出を見受けていて土質を変化させての原因と言える。砂を噴出させると土質は粘土化をされて内部摩擦角は矮小化する。言っとくけど粘土の内部摩擦角は0度だ。すべりに殆ど弱いと言っていい。以上。