[H-DS15] 人間環境と災害リスク

[HDS15-01] 空中写真判読と浅部物理探査結果の対比による埋土層の不均質分布とその液状化・流動化

*稲崎 富士¹、小河原 敬徳¹ (1.土木研究所 つくば中央研究所 地質・地盤研究グループ)

キーワード：東北地方太平洋沖地震、埋土、液状化、流動化、浅部物理探査、空中写真判読

2011年東北地方太平洋沖地震では東京湾臨海部の埋立地や関東平野域の河川沿い堤防盛土などで大規模な液状化が発生した．その後の現地調査によって，この液状化が表層の人工地盤部で集中的に発生したこと，人工地盤内部の不均質構造が液状化の局所的発生と被害形態に影響することがわかってきた．
筆者は同地震で大規模な液状化現象が発生した海浜幕張地区の幕張海浜公園B地区において詳細な浅部物理探査・地盤調査を実施した（稲崎，2013）．当該サイトでは最表層の公園造成改良土（層厚約1m）の下に約8m厚の覆土・浚渫埋土が分布し，その下位に海成砂主体の自然地層が分布する．また浅部物理探査によって人工地盤部が低S波速度で特徴づけられることを示した．しかし液状化の特徴的な出現形態，すなわち公園縁辺部の植栽との境界部に弧状の亀裂脈が形成され，本震後に液状化が発生し同期してカーテン状に砂を噴出した，を説明可能な浅部地盤モデルを解釈することはできていなかった．
今回 1973年から1987年にかけて各年に同地区を撮影した空中写真を入手し埋立て過程を追跡した．その結果同公園B地区は埋立区が2つに分かれており，北側が先に造成されたこと，列状のサンドポンプから散布された砂が南ブロック内に羊歯状に堆積していたこと，サンドポンプによる湿式埋立て後に重機による乾式覆土が北側から形成されたこと，などを判読することができた．
これらの時空間情報を基に浅部地盤探査結果を再分析し，液状化過程を解釈した．まず最表層の造成改良土はキャップ層としてふるまい地表亀裂の分布を規制した．湿式埋土層中の砂卓越部で液状化が発生し人工地盤がブロック状に振動した．それに伴い湿式埋土層中の粘性土層は大規模変形を受け流動化した．自然地層とその構造はこのサイトでの液状化に寄与していない．液状化・流動化は対象サイトのほぼ全域で発生しており，地表で観察された亀裂と噴砂はその結果として生じた地表現象である．したがって地表の噴砂列・亀裂分布のみからサイトの液状化現象を説明することは本来的に不十分である．
巨大地震による埋立地の液状化・流動化を理解するには，埋立て過程の詳細な時空間的解析と浅部地盤に対する稠密かつ総合的な現地調査が不可欠である．本研究は地震40年前からの空中写真の判読と地震後の現地での浅部物理探査，オールコア試料分析の組み合わせが液状化現象の理解に極めて有用であることを示した．