液状化現象について、詳しく教えてくれませんか?
インターネットで調べてみたんですが、私にとっては、説明が難しすぎてよくわかりませんでした。
よろしくお願いします。

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A 回答 (3件)

身を持って体験するのがいいと思います。

(冗談です)

では、実際に身近な道具で実験できる方法をお知らせします。まずは、材料ですが!

 ○深めのトレイまたはバット、ボウルでも可
 ○砂
 ○水
 ○建物の模型(なければ重量のある箱)

トレイに砂をしきつめて、それに建物模型をのせます。
次に、砂の表面に水が少し浮くぐらい水を入れます。
そして、地震風にゆらしてみてください。
建物の模型は倒れるはずです。これが液状化現象のテーブル実験方法です。

要は、人間の都合で整地し一見落ち着いているような砂が水を含むことによって自由に動き回ることができ、砂の層が整理整頓された結果、砂にしてみればあるべき状態になったのが、人間にとっては地盤沈下という現象になったと考えればいいと思います。
イメージとして、砂利ですと、砂利同士の摩擦が打ち勝ってしまいますし、逆に超細かい土砂ですと、つまり過ぎていて身動きがとれませんので、適度な大きさをもった粒子におこる特有な現象ともいえます。

かなり荒っぽいフィーリング的回答で、申し訳ありません。でも、百聞は一見にしかずです。お試しあれ!
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大地震のときなどに発生する地盤の液状化(liquefaction)ですね。



私たちが立っている台地の地盤は,(砂浜のようなところは別にして)固く締まった土や砂や岩石でできていることが多いですね。
(だからこそ,建物や橋などを建てる時に地盤の中に基礎を埋めこんで固定できるわけです。)
ところが,大きな振動が加わると,砂粒同士が離れて一粒一粒ばらばらになってしまい,砂全体があたかも液体のように流動してしまいます。
これを液状化といいます。砂よりももっと細かい泥だとかえって起きにくくなります。(砂とは,粒子の直径が16分の1mm~2mmのものをいいます。)

液状化は,地下水の水位が浅いところで起きやすいといわれています。地下水には地盤の重さによる圧力がかかっていますが,地震の振動によって上にある地盤がゆるむと,そのすき間を通って水位が上昇し,地表付近の砂地の中に急激にしみこんで(ときには地上に噴水のように噴き出して),砂粒がばらばらになるのを助けます。
この結果,地盤は一面泥水になります。このため,「砂地の地盤が地下水と混じって泥水状態になること」を液状化と思っている人が多いようですが,本来の液状化はあくまでも「砂全体が液体のようにふるまうこと」ですので,理屈の上からは「乾いている液状化」もありえます。
とはいえ,実際にはほとんどの場合は地下水の上昇を伴っているので,結果的にはそれでも構わないのかもしれません。
実際,砂地であっても台地の上などのように地下水の水位が非常に深い場合は,液状化は起こりにくいです。
どのへんで起こりやすいかという調査もなされていて,自治体によっては「液状化予測マップ」のようなものを作成して公表しています。

なぜ振動によって地下水の水位が上昇するかは,こんなふうに考えてみたらどうでしょう。
袋詰めされたお茶の葉を買ってきて,茶筒に詰めようとすると(あるいは詰替用の漂白剤を買ってきて古いボトルに詰める等でも可),少しだけ入りきらずに残ってしまうことがあります。
そんなとき,茶筒やボトルにトントンと軽く振動を与えてやると,お茶っ葉の一つ一つが離れて再配列し,あふれそうだった茶筒の上のほうに少しすき間が出来ます。
これは,最初に入れた時は茶葉どうしの間にすき間があり,空気が入っていたのが,振動によってすき間がつぶれたり小さくなったりして,空気が上のほうに出てきたといえます。
この茶葉を砂粒,空気を地下水と考えてみたら,なんとなくお分かりになろうかと思います。

液状化が起きると,建物や橋などが基礎の支えを失い,あたかも液体の上に浮かんでいるようになるため,建物がじわじわと倒れたり(1964年6月の新潟地震で有名になった,5階建団地がゆっくり横倒しになった写真があります),地下のガス・水道などの配管が寸断されたり,港の桟橋が壊れたり…とさまざまな被害が出ます。
最近では1995年1月の兵庫県南部地震(いわゆる阪神大震災)でも神戸の埋立地を中心に大規模な液状化が起こりましたし,去年10月の鳥取県西部地震や先日の芸予地震(愛媛~広島で起きたあれです)でも発生しました。
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液状化というのは、簡単に言うと、強い地震が起こった時に地下から水が湧きあがってくる現象です。



《液状化のプロセス》
通常地下水位より深い地層では、大きさがそろった砂粒同士は互いにかみ合い骨格構造をなし、その隙間は水で満たされていて、砂と水は相互の重さによる力で安定しています。

震度5以上の強い地震動が生じた場合に、砂層は強くゆすられ、砂粒同士のかみ合いがはずれ(骨格構造がくずれる)、砂粒は、水中に浮遊しているような状態になる。

砂粒は密に堆積し、同時に水は過剰な圧をうけて地表へ流出する。結果、地盤は数10cmの規模で沈下する。また堤防や岸壁などでは、砂が側方へも流動するため、2~3mの沈下を起こすこともある。

液状化が起きやすいのは、
*細かい粒で、粒がそろっている地層
*地下水を十分に吸収している地層
*しめかためがゆるい地層
すなわち、砂丘間低地・台地・湿地・埋め立て地・砂州・三角州などです。
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