液状化におけるCSRとCRRの違いは何ですか？

CSR（Cyclic Stress Ratio）は地震により地盤に作用する繰り返しせん断応力比で、地表加速度αmax、土被り応力σv、有効土被り応力σ'v、深度補正係数rdを使いCSR = 0.65·(σv/σ'v)·(αmax/g)·rdで計算します。CRR（Cyclic Resistance Ratio）は地盤の液状化抵抗力で、SPT N値（N1_60）から推定されます。CSR > CRRで液状化が発生します。

液状化判定に使うN1_60とは何ですか？

N1_60はSPT（標準貫入試験）のN値を有効土被り圧100kPaおよびエネルギー比60%に補正した値で、N1_60 = N·CN·CE·CB·CR·CSです。CNは土被り圧補正係数（≈(Pa/σ'v)^0.5）、CEはハンマーエネルギー補正（日本規格≈1.2）、CBはボーリング径補正、CRはロッド長補正です。

液状化の安全率FSはどのように評価されますか？

安全率FS = CRR/CSRで評価され、FS 5で中程度、IL > 15で高い危険性です。

液状化対策工法にはどんなものがありますか？

主な対策工法として、①地盤改良（サンドコンパクションパイル、振動締固め）でN値を増加させCRRを上げる、②格子状改良（深層混合処理）でせん断変形を拘束しCSRを低減、③排水工法（グラベルドレーン）で過剰間隙水圧を消散、④液状化対象層を除去・置換、⑤構造物の基礎形式変更（杭基礎）があります。

土壌液状化シミュレーター — 無料オンライン計算機

パラメータ設定

プリセット

地震・地盤パラメータ

地表最大加速度 amax

地震規模 Mw

地下水位深度 dw

土の単位体積重量 γ

kN/m³

飽和単位体積重量 γsat

kN/m³

SPT N値（深度 z = 3m地点）

SPT N値

細粒分含有率 FC

計算結果

—

CSR (z=3m)

—

CRR (z=3m)

—

安全率 FS (z=3m)

—

N₁₆₀ (補正後)

—

液状化PL指数 IL

—

規模補正係数 MSF

深度プロファイル：CSR・CRR・安全率

プロファイル

CRR vs N₁₆₀ 判定チャート

理論・主要公式

地震せん断応力比（CSR）：

$$\mathrm{CSR}= 0.65 \cdot \frac{\sigma_v}{\sigma'_v}\cdot \frac{a_{max}}{g}\cdot r_d$$

深度補正：$r_d \approx 1.0 - 0.00765z$ (z ≤ 9.15m)

液状化抵抗比（CRR）：Youd et al. (2001)

$$\mathrm{CRR}_{7.5}= \frac{1}{34 - (N_1)_{60}}+ \frac{(N_1)_{60}}{135}+ \frac{50}{[10(N_1)_{60}+45]^2}- \frac{1}{200}$$

規模補正係数：

$$\mathrm{MSF}= \frac{10^{2.24}}{M_w^{2.56}}$$

安全率：

$$\mathrm{FS}= \frac{\mathrm{CRR}_{7.5}\times \mathrm{MSF}}{\mathrm{CSR}}$$

土壌液状化ポテンシャルとは

🙋

土壌液状化ポテンシャルって何ですか？地震のニュースで「液状化」って聞くけど、どういう仕組みで起こるんですか？

🎓

大まかに言うと、砂地盤が地震の揺れで液体のように柔らかくなる現象だよ。地下水位の高い砂地盤が、地震の繰り返しの力で粒子同士の接触が失われ、水圧が上がることで起こるんだ。このシミュレーターでは、上のスライダーで「地表最大加速度(amax)」を大きくすると、液状化しやすくなる様子がすぐに確認できるよ。

🙋

え、そうなんですか！じゃあ、地盤が強いか弱いかはどうやって判断するんですか？SPT N値って何ですか？

🎓

実務で最もよく使われるのがSPT（標準貫入試験）N値だ。地面に重りを落として、サンプラーを30cm打ち込むのに要する打撃回数がN値で、値が大きいほど固い地盤だ。例えば、N値が10以下の緩い砂は液状化リスクが高いね。このツールでは「SPT N値」のスライダーを動かすと、地盤の固さが変わり、液状化判定結果がリアルタイムで変わるのがわかるよ。

🙋

なるほど！で、CSRとCRRって何を比べてるんですか？安全率FSが1を下回ると危険ということ？

🎓

その通り！CSRは地震から来る「攻撃力」、CRRは地盤が持つ「抵抗力」だと思えばいい。安全率 $FS = CRR / CSR$ で計算して、FS < 1 なら液状化発生の可能性が高いと判定される。実際の設計では余裕を見て1.5以上を要求することが多いんだ。ツールの深度プロファイルを見ると、どの深さでFSが1を切っているか、一目でわかるようになってるよ。

よくある質問

CSR（地震せん断応力比）は地震時に地盤にかかる負荷の大きさを、CRR（繰り返し抵抗比）は地盤が液状化に抵抗する能力を示します。安全率FS = CRR/CSRで計算し、FSが1未満だと液状化の可能性が高いと判定されます。

本シミュレーターでは、実測N値を有効上載圧で補正し、(N1)60を自動計算します。補正には深度と土質に応じた係数（CN, CE, CB, CR, CS）が用いられ、地盤の相対密度をより正確に反映します。

深度ごとに計算された安全率FSのグラフを確認してください。FSが1.0未満の深度が液状化危険域です。特に地表から10m程度までの浅い層はrd係数が大きくCSRが高くなりやすいため、注意が必要です。

日本の建築基準法では、稀に発生する地震（レベル1）で0.2G前後、極めて稀な地震（レベル2）で0.3〜0.6G程度が目安です。お住まいの地域の地震ハザードマップや、設計で想定する地震動レベルに応じて設定してください。

実世界での応用

建築物・橋梁の基礎設計：建築基準法や道路橋示方書に基づき、支持地盤の液状化リスクを評価します。安全率FSが1.5を下回る場合、地盤改良や杭基礎の採用など対策が必要となります。

宅地・盛土の安全性評価：新規宅地開発や造成地において、地震時の地盤安定性を事前に評価します。特に地下水位が高い埋立地や旧河道では、重点的な調査が行われます。

ライフライン施設のリスク管理：ガス管や水道管、地下電線など埋設ライフラインの地震時継続性を評価します。液状化による不同沈下は管路の破損を引き起こすため、危険度の高い区間の把握に利用されます。

過去の地震被害の解析：2011年東日本大震災で関東地方の沿岸部・埋立地で広範囲に液状化が発生しました。このシミュレーションツールと同じ原理で、被害が生じた地域の地盤条件（低いN値、高い地下水位）を再現・分析し、将来の危険区域予測に役立てています。

よくある誤解と注意点

このシミュレーターは便利ですが、いくつか押さえておかないと「わかったつもり」で誤解を生むポイントがあります。まず、「SPT N値さえ入れればOK」と思わないでください。実際の調査では、深度ごとにN値を取得しますが、その値は砂礫やシルトが混じっているかで意味が変わります。ツールでは「均質な砂層」を想定しているので、例えばN値が20でも粘土分が多い「シルト質砂」なら液状化しにくいんです。逆に、N値が5程度の非常に緩い砂は、計算以前に支持力自体が問題です。

次に、「安全率FSが1.0を超えていれば絶対安全」は危険な考え方です。この計算はあくまで「ポテンシャル（可能性）」の評価。FS=1.05は「ぎりぎり液状化しない」という非常に不安定な状態です。実務では、重要度に応じて1.2から1.5以上の安全率を要求します。例えば、一般的な住宅地盤でFS>1.2、病院や発電所のような重要施設ではFS>1.5を目標とすることが多いです。

最後に、入力パラメータ「地表最大加速度(amax)」の選び方。これは「その場所で想定される最大の揺れ」です。過去の地震記録やハザードマップから決めるもので、「大きければ大きいほど安全側」と安易に大きく設定するのはダメ。過大評価すると必要以上にコストがかかる対策案が出てしまいます。まずはお住まいの地域の「地震動予測地図」で示されている値（例えば、東京の低地で400ガル程度）を参考にするところから始めましょう。

土壌液状化ポテンシャルシミュレーター

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よくある誤解と注意点

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