液状化現象のソースを表示

[[ファイル:Chuetsu earthquake-earthquake liquefaction1.jpg|thumb|240px|right|[[新潟県中越地震]]後の小千谷市若葉町付近。歩道が激しく沈降し、マンホールが浮き上がり、電柱などが傾いているのがわかる（[[2004年]][[10月25日]]）]] 
[[ファイル:Liquefaction in Peterborough St.JPG|thumb|240px|right|[[カンタベリー地震 (2011年)|地震]]による液状化で噴出した泥が駐車場を覆い、車のタイヤの半分が埋まった（[[2011年]][[2月22日]]、[[ニュージーランド]]・[[クライストチャーチ]]市[[クライストチャーチ・シティ・センター|中心部]]）]]
'''液状化現象'''（えきじょうかげんしょう）は、[[地震]]の際に、[[地下水位]]の高い[[砂]][[地盤]]が[[振動]]により[[液体]]状になる[[現象]]。これにより[[比重]]の大きい[[構造物]]が埋もれ、倒れたり、地中の比重の小さい構造物（[[下水道#管渠|下水管]]等）が浮き上がったりする。ゆるく[[堆積]]した砂質土層では、[[標準貫入試験]]で得られる[[N値]]が10程度以下と小さい場合が多い。一般に、液状化現象が生じるかどうかは、[[FL値]]、液状化の程度は[[Dcy]]や[[PL値]]などの[[指標]]を用いて判定する。単に'''液状化'''（えきじょうか、{{Lang-en-short|liquefaction}}）<ref name="terms">{{Cite book|和書
|author = [[文部省]]編
|title = [[学術用語集]] 地学編
|year = 1984
|publisher = [[日本学術振興会]]
|isbn = 4-8181-8401-2
|page = 19
}}</ref>ともいう。

なお、この現象は日本国内では[[新潟地震]]の時に注目されたが、当時はまだ「液状化現象」の言葉は使われておらず、行政やマスコミは「[[流砂]]現象」という言葉を使っていた

== 概要 ==
実際は、[[地表]]付近の含水状態の砂質土が、地震の震動により[[固体]]から液体の性質を示すことにより、上部の[[舗装]]や構造物などが[[揚圧力]]を受け破壊、沈み込みを起こすものである。「[[流砂]]」とも呼ばれていた。

発生する場所は[[砂丘]]地帯や[[三角州]]、[[港湾]]地域の[[埋め立て地]]などがほとんどであるが、近年の研究では、旧[[河川]]跡や[[池]]跡や[[水田]]跡なども発生しやすい[[地質]]であることが分かってきた。近年、[[都市化]]で該当地域が多いことで被害拡大の影響が懸念される。

[[1964年]][[6月16日]]に発生した[[新潟地震]]の際、[[信濃川]]河畔や[[新潟空港]]などでこの現象が発生したことから国内でも知られるところとなる。また同年に発生した[[アラスカ地震]]でも液状化による被害が発生し、これ以降[[土質力学]]の分野で活発に研究が行われるようになった。

[[東京]][[都心]]部は、河口に位置する上、埋め立て地が多く存在することから、大地震の発生時には大規模な液状化現象が各所で発生し、建物の倒壊や[[堤防]]の破堤による浸水など大きな被害が発生するものと考えられている。現在、液状化現象の発生危険箇所をとりまとめた[[ハザードマップ]]が整備されており、堤防の補強などの措置が図られている。

[[ライフライン]]の被害も懸念され、[[ガス管]]は[[ポリエチレン]]化が進んでいる（{{要出典範囲|date=2013年8月23日 (金) 12:21 (UTC)|[[2011年]]3月時点で[[京葉ガス]]が90%}}）。一方、[[下水道管]]は耐震化が困難で、回復も遅いため、居住困難な状態が継続する場合がある（2011年の[[東日本大震災]]での[[福島第一原子力発電所]]免震棟、[[Jヴィレッジ]]、[[浦安市]]、[[いわき市]]など）。

== 液状化のプロセス ==
[[ファイル:Liquefaction.gif|thumb|150px|緩詰めの砂粒子が振動によって液状化する様子（模式図）]]
砂を多く含む砂質土や砂地盤は砂の粒子同士の[[せん断応力|剪断応力]]による[[摩擦]]によって地盤は安定を保っている。このような地盤で地下水位の高い場所若しくは地下水位が何かの要因で上昇した場所で地震や建設工事などの連続した振動が加わると、その繰り返し剪断によって体積が減少して[[間隙水圧]]が増加し、その結果、有効[[応力]]が減少する。これに伴い剪断応力が減少して、これが0になったとき液状化現象が起きる。この時、地盤は急激に[[耐力]]を失う。また、この時、間隙水圧は土被り圧（全応力）に等しい。この状態は波打ち際などで水が押し寄せるまでは足元がしっかりとしていても水が押し寄せた途端に足元が急に柔らかくなる状態に似ている。また、雨上がりの[[地面]]を踏み続けると、地面に水が吹き出てくる状態にも似ていると言える。

地震や建設工事などで連続した振動が砂地盤等に加わると前記の液状化現象が生じる場合があり、地盤は急激に支持力を失う。建物を地盤に固定する[[基礎]]や[[杭]]の種類は地質や土地の形質に合わせて多種にわたるが[[礫]]層や岩盤等の適当な支持層に打ち込む支持杭と異なる摩擦杭等では建物を支えていた摩擦力を失い、建物が傾く不同沈下を生じる場合がある。重心の高い建物や重心が極度に[[偏心]]した建物ではより顕著に不等沈下が生じ、阪神・淡路大震災による中高層建物のように転倒・倒壊に至る場合がある。

下層の地盤が砂質土で表層を[[粘土]]質で覆った水田等で液状化が起きた場合は、液状化を起こした砂が表層の粘土を突き破り、水と砂を同時に吹き上げる{{仮リンク|ボイリング|en|Sand boil}}（噴砂）と呼ぶ現象を起こすことがある。1964年の新潟地震では県内の各地でボイリングが観測された。

地震に伴って液状化が発生しうる地点の[[震央距離]] R（km）と[[マグニチュード]] M の関係は logR=0.77M-3.6 で表すことができる<ref>{{Cite journal|和書
|author = 植竹富一ほか
|year = 2005
|title = 1828年越後三条地震の地変等の記事について
|journal = 歴史地震
|volume = 
|issue = 20
|pages = 233-242
|publisher = [[歴史地震研究会]]
|issn = 1349-9890
|doi = 
|naid = 40007024362
|url = http://sakuya.ed.shizuoka.ac.jp/rzisin/kaishi_20.html
|format = PDF
}}</ref>とされている。

== 側方流動 ==
[[File:Soil liquefaction 4,Katori-city,Japan.jpg|thumb|200px|right|液状化による側方流動により川底が埋塞した[[小野川 (千葉県)|小野川]]]]
'''側方流動'''（そくほうりゅうどう、{{Lang-en-short|lateral flow}}、{{Lang|en|lateral spreading}}）は、地盤流動現象の1つで、[[傾斜]]や段差のある[[地形]]で液状化現象が起きた際に、いわゆる泥水状になった地盤が水平方向に移動する現象をいう。

側方流動には大きく分けて2つのタイプがある。1つは、地表面が1 - 2%程度のゆるい勾配になっており、地中部には液状化層が存在するものである。この場合、地盤が傾斜に沿って移動することとなる。もう1つは、護岸などに見られるタイプで、地震の揺れおよび地盤の液状化で護岸などが移動することで、後背の地盤が側方流動を引き起こすものである。

このような側方流動が発生した場合、地中構造物に多大な影響を与える。例えば、杭基礎であれば、側方流動が発生することにより杭は地盤から水平方向に[[せん断]]や[[曲げモーメント|曲げ]]の力を受けることとなる。この地盤からの力が杭の[[耐力]]を超過し、杭のせん断破壊等を起こす。このため、[[杭基礎]]は上部構造物を支える事ができなくなり、場合によっては構造物の[[転倒]]などを引き起こすことにつながっていく。

== 発生例 ==
=== 日本 ===
[[ファイル:Soil-liquefaction at Shinkiba after 2011 Tohoku Pacific Ocean offshore earthquake.jpg|thumb|200px|東北地方太平洋沖地震における液状化現象（[[東京都]][[新木場]]）]]
; [[1964年]][[6月16日]] [[新潟地震]]
: [[信濃川]]河畔や[[新潟空港]]などで発生した。
; [[1995年]][[1月17日]] [[兵庫県南部地震]]（[[阪神・淡路大震災]]）
: [[神戸市]]の[[ポートアイランド]]・[[六甲アイランド]]で大規模な液状化現象の発生が確認されている。
; [[2004年]][[10月23日]] [[新潟県中越地震]]
: [[小千谷市]]や[[長岡市]]、[[与板町]]、[[柏崎市]]など、水田や湖沼を埋め立てた箇所等で液状化の発生が見られた。
; [[2011年]][[3月11日]] [[東北地方太平洋沖地震]]（[[東日本大震災]]）
: 関東地方では1都6県96市町村で液状化被害が確認されている<ref>{{Cite web
|author = [[国土交通省]] 関東地方整備局 企画部 広域計画課
|date = 
|url = http://www.ktr.mlit.go.jp/bousai/bousai00000061.html
|title = 東北地方太平洋沖地震による関東地方の地盤液状化現象の実態調査結果について
|work = 防災
|publisher = 国土交通省 関東地方整備局
|accessdate = 2012-02-05
}}</ref>。世界最大の被害になった<ref>{{Cite web
|author = 坂根康裕
|date = 2011-07-14
|url = http://allabout.co.jp/gm/gc/382526/
|title = 世界最大の液状化、新たな恐怖「側方流動」
|work = 高級マンション
|publisher = [[オールアバウト]]
|accessdate = 2011-07-14
}}</ref>。
=== 日本国外 ===
; 1964年 [[アラスカ地震]]
; [[1985年]] [[メキシコ地震]]
: メキシコシティで発生。
; 2011年 [[カンタベリー地震 (2011年)|カンタベリー地震]]
: クライストチャーチ市で発生。

== 対策 ==
{{出典の明記|section=1|date=2011年9月}}<!--1か月を目途にコメントアウトを予定-->
以下の対策により、新しく埋め立てられた埋め立て地では液状化現象の被害が抑えることができる。
* [[サンドコンパクションパイル工法]] - 砂を入れて突きかため柱を作り、その上に建築物を載せる（[[東京ディズニーランド]]で一番重い[[シンデレラ城]]を支えている）。
* ドレーン工法 - 柱を作り水を抜き液状化を抑え、非常時には水を逃がす。
** グラベルドレーン工法 - 砕石。
** ペーパードレーン工法 - 紙または布。
** [[サンドドレーン工法]] - 砂。
* 地盤を薬品で固める。
* 杭（パイル） - 鉄製またはコンクリート製の杭を支持基盤（[[N値]]=50以上が望ましい）まで打ち込む（東京都内で54mという例がある）。
* 地下室を作る - 建物の比重が下がり、土の上に浮いた形になる。
* ガス管を[[ポリエチレン]]製に変える。
* 建物への引き込み部分がずれに弱いので、フレキシブルにする。

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
{{Reflist}}

== 参考文献 ==
{{参照方法|section=1|date=2013年8月23日 (金) 12:21 (UTC)}}
* {{Cite book|和書
|author = 吉見吉昭
|title = 砂地盤の液状化
|edition = 第2版
|year = 1991
|publisher = [[技報堂出版]]
|series = 土質基礎シリーズ 
|id = {{全国書誌番号|91048164}}
|isbn = 4-7655-1511-7
|page = 
}}
* {{Cite book|和書
|author = 若松加寿江
|title = 日本の液状化履歴マップ : 745-2008 : DVD+解説書
|year = 2011
|publisher = [[東京大学出版会]]
|isbn = 978-4-13-060757-5
|page = 
}}

== 関連項目 ==
{{Commonscat
|ページ名 = Soil liquefaction|タイトル = soil liquefaction
|追加1 = Liquefaction|タイトル1 = liquefaction
}}
* [[流砂]]（クイックサンド）
* [[相転移]]
* [[地震考古学]]
* [[泥漿]]
* [[雨水浸透ます]]
* [[井戸]]

== 外部リンク ==
* {{Cite web
|author = 新潟地震対策連絡会
|date = 
|url = http://www.hrr.mlit.go.jp/bosai/niigatajishin/paneru/ekijoka/introduction.html
|title = 液状化現象とは
|work = 
|publisher = [[国土交通省]]北陸地方整備局
|accessdate = 2013-08-23
}}
* {{Cite web
|author = 神戸市 市民参画推進局 広報課
|date = 
|url = http://www.city.kobe.lg.jp/safety/hanshinawaji/data/photo/p-index.html
|title = 震災記録写真集
|work = 阪神・淡路大震災の記録
|publisher = [[神戸市]]
|accessdate = 2013-08-23
}}
* [http://kjs.nagaokaut.ac.jp/asai/lab/jisin/index.htm エンジニアが見た新潟県中越地震]（長岡技術科学大学 経営情報系 情報システム計画研究室） {{リンク切れ|date=2013年8月}}
* {{Cite web
|author = 
|date = 
|url = http://weblearningplaza.jst.go.jp/cgi-bin/user/top.pl?next=lesson_list&type=simple&field_code=33&course_code=686
|title = 地盤の液状化と軽減技術 コース
|work = Webラーニングプラザ 技術者 eラーニング
|publisher = [[科学技術振興機構]]
|accessdate = 2013-08-23
}}
* {{Cite web
|author = 納口恭明
|coauthors = 宮本浩江
|date = 2007-03
|url = http://dil-opac.bosai.go.jp/publication/pdf/ecky.pdf
|title = 感性でとらえる地盤液状化の科学おもちゃエッキー
|format = PDF
|work = 
|publisher = [[防災科学技術研究所]]
|accessdate = 2013-08-23
}}

{{Earthquake}}

{{DEFAULTSORT:えきしようかけんしよう}}
[[Category:地震学]]
[[Category:土木工学]]
[[Category:建築構造]]