軟岩地盤の3次元支持力機構に関する実験的・解析的研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05452237
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 土岐 祥介 北海道大学, 工学部, 教授 (50001136)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 右敏 北海道大学, 工学部, 助手 (60250487) ; 三浦 均也 北海道大学, 工学部, 助教授 (40190582)
• Keywords: 浅い基礎 / 支持力 / 模型実験 / 人工軟岩 / 破壊メカニズム / パンチングせん断破壊 / 繰返し荷重 / 地盤係数

Research Abstract

模型地盤の作成
砂と水、焼石膏に材料の分離を防止しするための混和材としてカオリンを混入する方法で室内実験に用いる均質な軟岩地盤を作成する方法を検討した。種々の配合について要素試験(一軸圧縮試験)によって検討した結果、一軸圧縮強度q_u=7kgf/cm^2を目標に最適な配合を決定した。セメントではなく焼石膏を用いるこの方法では、強度の発現が速くその後の強度の変動が小さいのが特徴である。
実験用には円筒形の土槽を準備して、これに模型軟岩地盤を作成し、円形、長方形などの基礎の3次元的な挙動を調べることが可能になる。
支持力模型実験装置の開発
高精度で変位を制御でき、トルクが高出力の電磁式モータを3機備えた実験装置を開発した。これによって、鉛直、水平、回転の3成分の荷重または変位を制御した、荷重の傾斜および偏心を考慮できる基礎の載荷試験をコンピュータで自動制御することが可能である。
実験結果
これまでに行った実験は、鉛直荷重についてのもので、次に示す3つのTypcの実験を実施している。
・単調載荷試験△△△△△鉛直荷重を静的に単調に増加させる実験」
・繰返し載荷試験△△△△△鉛直荷重の載荷・除荷を繰り返す実験」
・掘削載荷実験△△△△△繰返し載荷実験において除荷段階で周辺地盤を掘削して平坦化する実験」
以上の実験結果において荷重一沈下関係、および地盤断面の変形性状を比較・検討することによって、地盤の反力の発現特性、降伏特性および地盤内の塑性変形特性を検討している。
その結果、地盤内に発生する楔状の密化した領域と亀裂の発生および進展過程が明らかになった。また、準備した軟岩地盤は基本的にはパンチング型の破壊性状を示すが、地盤の掘削や断切りによって全般せん断型の破壊へ変化すること。さらに、地盤の反力特性や降伏特性についても地盤形状の影響が大きいことが明らかになった。

Research Products

• [Publications] 西村右敏: "人工軟岩地盤の繰返し載荷支持力実験" 土質工学研究発表会論文報告集. 30. 未定 (1995)
• [Publications] 西村右敏: "人工軟岩地盤の破壊メカニズムと内部構造" 土質工学研究発表会論文報告集. 30(未定). (1995)
• [Publications] 三浦均也: "直接基礎支持力の拘束圧依存性のすべり線法による解析" 土質工学研究発表会論文報告集. 29. 1387-1390 (1994)