隣接海上埋立による更新統地盤挙動の相互作用に関する数値解析

Abstract

大阪湾泉州沖に海上埋立空港として建設された関西国際空港の基礎地盤は, 更新統粘性土と砂礫層の互層構造を有しており, 一期, 二期空港島の建設によって大きな長期沈下を引き起こしている。各層ごとに測定されている過剰間隙水圧と圧縮量のデータから, 透水層となるべき砂礫層内にも非常に大きな過剰間隙水圧が長期にわたって停留し, その一方で時間とともに沈下が続いていくという挙動を示している。本稿では, こうした更新統層の地盤挙動を弾粘塑性有限要素法によって解析し, 層別の過剰間隙水圧と圧縮量の測定値と比較することにより, 適用した解析手法の妥当性を検証する。その際, 更新統粘土の擬似過圧密特性と砂礫層の"mass permeability"の概念を導入することが必要であることを明らかにする。これにより, 一期, 二期空港島の隣接埋立による関西国際空港基礎地盤の挙動を包括的に議論する。A series of elasto-viscoplastic finite element analyses is performed to assess the interactive behavior of the Pleistocene foundations due to the construction of the adjacent two reclaimed islands of Kansai International airport in Osaka Bay. The concept of "mass permeability" is introduced to model the actual process of dissipation of excess pore water pressure in the field. The mechanism for the propagation of excess pore water pressure due to the construction of the adjacent reclamation is also discussed through the numerical analyses. The modeling of compressibility for the quasi- overconsolidated Pleistocene clays is adopted because high compressibility induced by the highly developed structure of the Pleistocene clays causes the large and long-term settlement. The present numerical analyses are found to describe the large and long-term settlement together with the insufficient dissipation and the propagation of excess pore water pressure due to the construction of the adjacent reclamation in the Pleistocene clay and sand gravel layers that actually has taken place in the field. The calculated performance is validated by comparing with the measured results.大阪湾泉州沖に海上埋立空港として建設された関西国際空港の基礎地盤は, 更新統粘性土と砂礫層の互層構造を有しており, 一期, 二期空港島の建設によって大きな長期沈下を引き起こしている。各層ごとに測定されている過剰間隙水圧と圧縮量のデータから, 透水層となるべき砂礫層内にも非常に大きな過剰間隙水圧が長期にわたって停留し, その一方で時間とともに沈下が続いていくという挙動を示している。本稿では, こうした更新統層の地盤挙動を弾粘塑性有限要素法によって解析し, 層別の過剰間隙水圧と圧縮量の測定値と比較することにより, 適用した解析手法の妥当性を検証する。その際, 更新統粘土の擬似過圧密特性と砂礫層の"mass permeability"の概念を導入することが必要であることを明らかにする。これにより, 一期, 二期空港島の隣接埋立による関西国際空港基礎地盤の挙動を包括的に議論する。A series of elasto-viscoplastic finite element analyses is performed to assess the interactive behavior of the Pleistocene foundations due to the construction of the adjacent two reclaimed islands of Kansai International airport in Osaka Bay. The concept of "mass permeability" is introduced to model the actual process of dissipation of excess pore water pressure in the field. The mechanism for the propagation of excess pore water pressure due to the construction of the adjacent reclamation is also discussed through the numerical analyses. The modeling of compressibility for the quasi- overconsolidated Pleistocene clays is adopted because high compressibility induced by the highly developed structure of the Pleistocene clays causes the large and long-term settlement. The present numerical analyses are found to describe the large and long-term settlement together with the insufficient dissipation and the propagation of excess pore water pressure due to the construction of the adjacent reclamation in the Pleistocene clay and sand gravel layers that actually has taken place in the field. The calculated performance is validated by comparing with the measured results