大変形防止と進行性破壊抑止に有効な一連の地盤補強工法の開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09555150
• Research Institution: NAGOYA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 浅岡 顕 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (50093175)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金田 一広 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (30314040) ; 野田 利弘 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (80262872) ; 中野 正樹 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (00252263) ; 三島 信雄 日本道路公団, 試験研究所, 研究員 ; 阿知波 文夫 株式会社 中部テクノ, 環境技術本部環境調査部海域チームマネージャー, 研究員
• Keywords: 水〜土連成 / 大変形 / 過圧密土 / 補強工法 / 制約条件 / 掘削 / 進行性破壊 / 有限要素法

Research Abstract

パイルド・ラフト基礎は上部構造物の荷重が作用したときの沈下量と不同沈下を低減する手段として用いられているが、本年度の研究では液状化時の上部構造物への被害低減と言う観点からパイルド・ラフト基礎を見直し、水〜土連成計算により砂地盤の液状化抑止に対する有効性を調べた。ここでは上負荷面カムクレイモデルを用いて容易に液状化するゆるい砂を表現するとともに、昨年度までの研究と同様に、地盤との相互作用を考慮するために土の変位場に「伸びない」「曲がらない」の制約条件を設定することでパイルド・ラフトなどの各種基礎の役割を表現した。液状化は簡単のため、繰り返し載荷でなく地盤下端からの部分的に浸透力載荷を行うことによって再現した。この結果、パイルドラフト基礎は次のように、液状化に伴う上部構造物の被害低減に有効な形式であることが分かった。(1)液状化が発生する場合、パイルド・ラフト基礎は、べた基礎よりも基礎値下及び基礎付近の液状化を抑止し、基礎が無いときよりも液状化域を縮小させつつ構造物から遠ざける。(2)パイルド・ラフト基礎は基礎と周辺地盤が一体化することに加え、上載圧載荷に伴う杭先端付近の地盤深部における拘束圧増加促進効果のため、液状化の継続時と終息時に、液状化発生による基礎の傾斜をより小さく抑える、等。
また、過圧密地盤の掘削壁面の進行性破壊に対する土留め工については、平面ひずみ計算と比較しながら、3次元計算を実施し3次元効果を調べた。得られた主な結果を示す。3次元的な素掘り掘削後に正規圧密粘土化を伴いながら進行性破壊を示すような地盤に、掘削直後鉄筋挿入を行うとき、(1)平面ひずみ計算では破壊に関して危険側のアウトプットを出す場合がある。(2)「お椀」形状に壁面が倒れるような地盤の土留めでははらみだし部の切梁の軸力がより多きくなる、等。

Research Products

• [Publications] 野田利弘: "水〜土連成計算による土留めに作用する力の時間依存性挙動"土木学会論文集. No.617/III-46. 125-138 (1999)
• [Publications] 浅岡 顕: "土の速度場に課した制約条件により表現される変位/荷重境界条件"第44回地盤工学シンポジウム発表論文集(地盤工学会). 83-90 (1999)
• [Publications] 野田利弘: "パイルド・ラフト地盤が設置された地盤の水〜土連成弾塑性変形解析"土木学会論文集. (発表予定). (2000)