コラム~あなたの町にも起こりうる液状化現象

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 森村久美子

東京大学工学系研究科 上席研究員

 

 先日来、大雨による水害や河川の氾濫で多くの被害が引き起こされています。水のもたらす災害は制御が難しく防ぐのが困難ですね。昔から人間は治水に多くの知恵とエネルギーを投入してきましたが、いくら注意していても思いがけないときに起こるのが水害です。このような水害でなくとも地震のときも水の災害と重なることで被害が大きくなり、思わぬ相乗的な破壊力を呈してくることがあります。何もかも飲み込んでしまう津波がひとつの例ですが、もう一つ見落とされがちなのが液状化です。

 1液状化現象とは、ふだん堅固な地面のように見えている土地が地震などの振動によって揺すられることで液状の地面になることです。そうなると建造物はまっすぐ立っていられません。緩やかに大きな破壊力を示していきます。

 記憶に新しいところでは、2011年に起きた東日本大震災の際、東京のベッドタウンである浦安で起きた大規模な液状化現象があります。もともと湾の一部や河口であったところを埋め立てて造成された土地では地下水の水位が高いのですが、運び込まれた土砂の摩擦や粒子間の押し合う力により普段は安定を保っています。しかしこのような地盤に地震などの振動が加わると、砂が沈み、上方に地下水が上がって液状の土地になる。これが液状化です。





 










液状化のため地下水が上がりぬかるみに覆われた交差点

出典:レスキュー消防日記https://blogs.yahoo.co.jp/cibavv/27625028.html

 

 

 ではこの液状化はどのようにして起こるのか、そのメカニズムを見てみましょう。




               (1)                (2)                 (3)                 (4)


(1)  安定を保っている土砂と地下水

(2) 地震の揺れにより浮遊状態になる

(3) 比重の重い土砂は沈む

(4) 比重の軽い地下水が上がる

                                                 出典:https://www.ziban.jp/ekijoka.html 地盤.jp HP

 

 最近では建物の構造自体は耐震性が増し、少々の地震ではダメージを受けることや倒壊することは少なくなりましたが、建物の立っている地盤自体が液状化を起こすとどんな強固な建物でも傾いてしまいます。その意味で液状化のもたらす被害は思っているより深刻なのです。

 液状化は湾岸部で起こりやすいのはもちろんですが、内陸部でも田んぼを埋め立てた土地などでは起こり得ます。液状化が起こると、比重の大きい鉄筋コンクリートの建造物や橋などは沈下しますし、比重の小さいマンホールのふたが浮き上がったり、砂を吹き上げたり、または埋設してあった水道管やガス管などが浮き上がりを起こすこともあります。これらは建造物自体をいかに耐震性のものにしても対処しきれるものではありません。





 

 











埋設配管の浮き上がり

出典:国土交通省関東地方整備局

 

 地層が平坦でないところや岸壁などで液状化が起こると地盤が低い方や海側へずれることがあります。これを側方流動といいますが、1995年に起きた阪神・淡路大震災の際には人口島であるポートアイランドで岸壁破壊や建物の基盤破壊が起こり、甚大な被害がもたらされました。



 

 

 









神戸ポートタワー付近岸壁

出典:神戸市オープンデータ

 

 液状化による倒壊を防ぐためには地盤を固めなければなりません。そのためには地下水位を下げること、天然砕石を用いて地盤を固めること、土の粒度分布を変えることなどが考えられますが、建築の際に構造物を液状化しない深部にまで固定させることも重要です。

 いずれにしても自分の住んでいる土地の状態を常に把握して不測の事態に備えることが大切です。




※コラム記事の下線部分1, 2, 3の英訳例

1.液状化現象とは、ふだん堅固な地面のように見えている土地が地震などの振動によって揺すられることで液状の地面になることです。

The liquefaction phenomenon occurs when saturated solid ground becomes liquid due to strong vibration such as earthquakes.

 

2.建物の立っている地盤自体が液状化を起こすとどんな強固な建物でも傾いてしまいます。

If the ground under buildings’ foundations liquefies, any strong buildings will tilt sideways.

 

3.建築の際に構造物を液状化しない深部にまで固定させることも重要です。

It is also important to reach the stiffer strata with a deep foundation to avoid liquefiable soil layers during construction.


                              ― END  ―

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