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液状化現象とは?

東日本大震災でも被害報告があった『液状化現象』について

一般に、地盤は土や砂、水、空気などで構成されています。
その中でも、液状化現象が起こりやすい地盤と言われるのは、海岸や川のそばの比較的地盤がゆるく(しめかためられていない)、地下水位が高い砂地盤などです。



図―1は、砂などの粒がお互いにくっついて、その間に水がある状態です。
図1

図2、地震の震動によって、砂と砂が離れて、水に浮いた状態になります

液状化現象により、建物(アパートなど)は傾き、土管やマンホールなど地中に埋めてあるものが地面に浮き上がってきます。
 図−3は、液状化現象がおこったあとの状態です。
 図−2で、バラバラになった砂の粒が沈んで、地面に水が出てきています。また、地面の裂け目から砂まじりの水が噴き出すことがあります(噴砂)。

図3、砂が下に沈んで、地表に水がしみ出てきます

海岸の波打ち際や、雨が降ったあとのグラウンドで、足踏みをすると地面がどんどん柔らかくなっていくことがありませんか?これも一種の液状化現象と言えます。(図−4参照)
図4



液状化現象に対する取り組み

地震の時に発生する液状化現象は、このように建物を倒したり、地中に埋められた配水管、下水管などの生活に必要な施設に重大な被害を被る可能性があります

そのため、液状化現象を防ぐために、様々な取り組みが行われています。
 新潟地震のときに液状化現象により、大きいな被害をうけた堤防や、港湾施設では、液状化を防ぐための、地盤改良、やすらぎ堤に見られるような緩い勾配の堤防、他の建設物においては、地中の排水パイプの設置や、しっかりとした地盤まで基礎をいれる等の方法で液状化による被害を防いでいます。





液状化現象を実際に起こしてみましょう。

ここでは、液状化現象を簡単に再現する方法を紹介します。

用意するもの
・ ペットボトル
・ 砂(粒径が細かくて、均一な大きさのもの。今回は小針浜の砂。)
・ 使用済みの乾電池
・ 磁石
・ 消しゴムや、サイコロなど。



実験の準備
@ペットボトルの3分の1くらいに良く洗った砂を入れます。

Aペットボトルの3分の1くらいに良く洗った砂を入れます。

Bペットボトルを一度逆さまにして、再度元に戻します。すると、砂が水の中をゆっくりと沈んで、
 一様に堆積します。このとき、外から磁石をつかって乾電池がいっしょに沈まないようにします。
 砂の堆積が終わったら、磁石をはなして、乾電池を沈めます。(図−5参照)

図5

C準備ができたら、ペットボトルの下の部分を、指でトントントンと振動を与えると液状化現象が
 始まります。(図−6)

図6

Dサイコロの位置によって、上まで浮き上がってこないこともありますが、液状化によって、
 地下の埋設物が浮き上がり、地上の建物が沈んで行くのが再現できます。


E1〜5の作業を繰り返すことによって、何度でも液状化現象を再現する事ができます。



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