第21回 盛土の地震時残留すベり計算

摘要

実務で盛土•フィルダムなどの土構造物の地震時安定解析を行う場合，通常は極限つり合い法に基づく震度法による円弧すベり安定解析を行い，安全率F_sが所定の値以上であることを確認する。その場合に用いる設計水平震度k_hの大きさは，土構造物の管理機関と種類によって異なる。例えば，ため池では従来はレベルⅠ設計地震動相当であるk_h=0.15に対してF_sが1.2以上であることを要求してきた。しかし，レベルⅡ設計地震動での最大地表水平加速度/地球の重力加速度(980gal)=α_(max)/gはこのk_hの値よりもはるかに大きい。最大応答水平加速度は，さらに大きくなる。したがって，k_hとしてレベルⅡ相当のα_(max)/gの地表面での値あるいは応答値を与えて円弧すベり安定計算をすると，実際にはレベルⅡ相当の地震動に耐えた土構造物でも，計算されたは1.0よりも通常はかなり小さくなる。連載第1回で説明したように，上記のようになる第一の理由は，従来の安定解析で用いている土の設計せん断強度は残留せん断強度程度であり，締め固めた場合は実際のピークせん断強度を過小評価していることである。しかし，実際的なピークせん断強度を用いて計算した場合でも，F_sが1.0よりも小さくなる場合が多い。実際は，計算したF_sが1.0よりも小さくなっても，直ちに大きなすべり変位が生じて崩壊することはない。地震時で変状した土構造物に対する処置（無対応，補修による復旧，一部の建設し直しによる復旧，全面的建設し直しや他構造形式への変更による復旧など）は生じたすべり量次第である。以上のことから，レベルⅡのように実際的な地震荷重を用いた耐震設計では，実際的な土のせん断強度を用いて計算された残留変位の大きさに基づいて土構造物の安定性を判断する方が合理的である。