コーン貫入試験による液状化評価
精度の高い連続データで地盤種別、液状化診断結果を即座に提供
1995年兵庫県南部地震や2011年東北地方太平洋沖地震では、液状化によって数多くの構造物に被害が生じました。地震時に液状化するかしないか、あるいは液状化した場合、構造物にどの程度の被害を及ぼすかを把握することは耐震設計上重要な課題です。
我が国では標準貫入試験のN値及び採取試料の粒度試験結果に基づく液状化の評価が一般的に行われています。しかし、この方法では時間がかかる上に、地層の状況を連続的に把握できません。鹿島では迅速、かつ連続的に高精度なデータが得られるサイスミックコーン貫入試験によって地盤が液状化する可能性を予測する手法を開発しました。このコーン貫入試験は、地盤調査車（Geo-Explorer）に搭載され、機動性に富んだ調査を可能にしています。
サイスミックコーン貫入試験の概要
- キーワード
- サイスミックコーン貫入試験、液状化、側方流動、地盤調査
標準貫入試験に比べ、迅速かつ低コストで地盤の液状化診断が可能
コーン貫入試験装置は、当社が国内で唯一保有する地盤調査車（Geo-Explorer）に搭載されています。トラックの自重を反力としてN値40程度まで貫入できます。移動が簡単で機動性に富み、100m/日程度の調査が可能です。搭載されているPCでデータを処理し、サンプリング試料による室内試験を行わずに、現場で即座に結果を出力します。これらによって、下記の断面図に示す調査を2日程度で行えます。
地盤調査車（GeoExporer）
コーン貫入試験結果に基づく液状化範囲の想定断面図
特長・メリットココがポイント
土質種別並びに土の堆積状況の詳細な判定
- 調査箇所の深度方向に連続する形で、土質分類（土質種別の判定）を行うことができます。
- 複数個所の調査結果から、土の堆積状況を空間的に詳細に把握することができます。
土質分類図
細粒分含有率FCと土質分類指数Icの関係
コーン貫入試験結果から土質種別を決定するフロー
信頼性の高い液状化評価式
兵庫県南部地震をはじめとする過去の地震において、液状化が生じた地点と生じなかった地点でコーン貫入試験を実施しました。その結果、コーンの先端抵抗と地震時に地盤中に作用した繰返しせん断応力比の間に液状化・非液状化の境界を示すことが出来ました。この関係から地盤の液状化抵抗を推定できます。
- 実際の地震被害に基づき評価式の有効性を検証
- 日本建築学会建基礎構造設計指針に採用
コーンの補正先端抵抗と地震時に地盤に生じる繰返しせん断応力比の関係
※図中の黒実線が、補正先端抵抗値から推定される地盤の液状化抵抗
迅速かつ低コストな液状化診断
地盤の液状化抵抗をコーン貫入試験結果から迅速に推定できます。特に、従来では、評価に時間とコストがかかった、細粒分が多く、Ｎ値が小さなシルト質砂の評価に有効です。推定した液状化抵抗を用い、想定地震動に対する地盤の液状化診断を迅速かつ低コストで行うことができます。
- 細粒分が多く、N値が小さなシルト質砂の評価に有効
- 迅速かつ低コストな液状化診断
適用実績
1995年以降、国内約20箇所の現場に適用しています。
学会論文発表実績
- 「コーン貫入試験結果と標準貫入試験から得られた地盤特性との関係」，日本建築学会構造系論文集，第566号，2003年
- 「コーン貫入試験結果と凍結サンプリング試料の液状化強度の関係」，日本建築学会構造系論文集，第566号，2003年
- 「地震時の液状化事例とコーン貫入試験結果の関係」，日本建築学会構造系論文集，第571号，2003年