筒をウキウキさせない水逃し

マンホールが浮く！？

マンホールとは、円形の鉄板のふたではありません。ここで言っているマンホールとは、コンクリートでできた中が空洞の、長さ2、3メートルほどの筒のことです。地震のあと、浮き上がったかのように地面から飛び出たマンホールを、新聞やテレビのニュースなどで見たことがありませんか。このようにマンホールが浮上するのは、液状化現象によるものです。
液状化現象とは、砂と水が混ざった液体、「砂水」が地下で生じる現象のことです。液状化現象は、3つの条件が揃った時に発生します。第1に、「ゆるさ」が必要です。川や海の近くなど、地盤がゆるいことが条件です。第2に、「水」が必要です。地盤に水分が含まれている必要があります。第3に、「揺れ」が必要です。水分を含んだゆるい地盤が地震によって揺れると、液状化現象が生じるのです。
マンホールは、地下に存在する土のまさつ力のおかげで、土の中にとどまることができています。しかし地震が起こると、地盤がゆるく水分を含んだ地下の土は砂水に変化します。すると、今までマンホールを抑えていた土のまさつ力が消失します。すると、中が空洞のマンホールは浮上してしまうのです。

水が逃げ遅れる

では地震が発生すると、なぜ地下の土が砂水になるのでしょうか。その答えは水の「逃げ遅れ」です。通常、地下の土が水分を含んでいても、その水分は押し固められた土の間にはさまれるように存在しています。ですが揺れが生じると含まれている水分は土の間から抜け出そうとします。しかし、地震の揺れは通常1分程度なので、短い時間では水分は土から脱出することができません。そのため、砂と水がまざった液体が地下に現れるのです。
ですから、揺れが生じた時、すぐに水分が抜け出るような砂利などでできた水はけのよい土地であれば、液状化現象は発生しません。水の逃げ遅れをなくせば、マンホールは浮かなくなるのです。

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先生情報 / 大学情報

北見工業大学工学部地球環境工学科教授山下聡先生

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先生が目指すSDGs

メッセージ

まずは地盤が大切です。建築のデザインばかりに心をひかれる気持ちはわかります。しかしどんなに荘厳な建物であっても、弱い地盤の上には、それを建てることができません。またどれほど高性能な自動車であっても、道路がしっかりしていなければ、車を走らせることはできません。つまり地盤の整備こそが、工学の基礎だと言えるのです。土木工学は決して派手な学問ではありません。しかし土木工学は多くの人の役に立つ学問です。縁の下の力持ちになりたい方は、ぜひ学ぶことをお勧めします。

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「人を育て、科学技術を広め、地域に輝き、未来を拓く」北見工業大学では、高度化・複雑化している科学技術の急速な進展の中で、「個々の専門分野についての基盤的な技術、知識を有するだけではなく、学際領域や新しい分野の開拓にも柔軟に対応できる能力を持ち、自然と調和した科学技術の発展と国際社会への対応を念頭においた技術開発を行い得る人材を養成する」ことを使命としています。このことをもって、本学は地域社会の発展はもとより、国家・国際社会の安全と平和および文化の進展に貢献します。