当社は、液状化対策に用いられる格子状や板状、ブロック状の改良地盤を、短時間で手軽に設計できる「シミズ改良地盤評価法」を確立しました。
従来、砂地盤に格子状の改良体などを構築する液状化対策では、対象地盤と改良体の3次元モデルを構築して解析する必要があり、2〜3週間の期間を必要としていました。
当社が確立した評価法は、対象地の地盤データや想定される地震動等をエクセルシートに入力するだけで、改良体の形状や固さなどの仕様を最適化できます。本評価法を用いると、改良体の仕様を変更しながら評価を繰り返すことで、液状化を確実に防止できる最も経済的な仕様を半日程度で決定することが可能です。
今後は、本評価法の活用により、改良地盤の設計作業を簡素化・平準化し、効果的かつ経済的な液状化対策工法をご提案していきます。
関連技術：当社は、生産施設の小型タンクや架台など、小規模構造物の液状化被害を低コストで防止できる画期的な対策工法を開発しています（詳細はこちらへ）。
液状化対策に用いられる改良地盤の例。「シミズ改良地盤評価法」を用いると、こうした改良地盤を短時間で設計することができる
エクセルシートに入力するだけで、改良体の仕様を決定
本評価手法は、評価用の計算式が入力されているエクセルシートに、地盤データや改良体の仕様等を入力するだけで、改良体を設計することができます。
エクセルシート（例）
■評価手順
最初に、対象地の地盤調査データ（地盤の性状）を入力し、地盤が液状化を生じる初期せん断ひずみ量を求めます。必要なデータは、地震により地盤に作用する外力や地盤の固さ、液状化抵抗力などのわずか6項目だけであり、すべて地盤調査結果から得ることができます。
対象地で想定される地震の加速度や継続時間、設計者が想定した改良体の形状や改良率、改良体の固さなどの仕様を追加入力し、改良地盤に生じる初期せん断ひずみ量を求めます。この値を液状化が生じる初期せん断ひずみ量より小さくすれば、液状化を防止することができます。
設計者は、改良体の仕様を変更しながら評価を繰り返すことで、液状化を確実に防止でき、かつ最も経済的な仕様を決定できます。
改良後の初期せん断ひずみ量を液状化が生じる初期せん断ひずみ量より小さくすれば液状化を防止することができる
■均質化法により地盤全体を「均質な固さの素材」としてとらえる
地盤と改良体では材料特性が異なりますが、本評価法では均質化法という応用数学の理論を用いて、地盤全体を「均質な固さの素材」としてとらえ、改良地盤全体の固さに関するデータを自動的に算出する仕組みとなっています。
計算結果例：初期せん断ひずみ量と液状化の関係
この例では、初期せん断ひずみ量が0.055％をこえると液状化が生じることが地盤調査結果より計算できます。同時に未改良の場合のひずみ量0.19％、改良後のひずみ量0.016％が計算されるので、改良後に液状化が生じないこと、液状化に対する余裕度などがわかります。
3次元解析により、評価手法の妥当性を検証
本評価法の妥当性については、改良体を厳密にモデル化した3次元有効応力解析との比較により検証を行い、よく一致することを確認しています。
有限要素法を用いた解析。中央が格子状改良域
過剰間隙水圧比分布。未改良部分は水圧比が大きいため液状化するが、改良域の地盤は液状化が生じない