1998 Fiscal Year Annual Research Report
地上及び基礎の改良を考慮した上部構造物の最適耐震設計法の開発に関する研究
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10555158
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
秋吉 卓 熊本大学, 工学部, 教授 (60040383)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尻無濱 昭三 鉄建建設, 技術研究所, 研究員
兵頭 武志 若葉建設, 土木本部設計部, 研究員
渕田 邦彦 八代工業高等専門学校, 助教授 (80124155)
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| Keywords | 耐震設計法 / 応答スペクトル / 2次元スペクトル / 固有周期 / 液状化 / 地盤改良 / 杭基礎 / 非線形地盤振動 |
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| Research Abstract |
本年度は、地盤一基礎(下部)系と上部構造物系の両固有周期による2元応答スペクトルから、最適(低)応答を得るための両系の改良プロセスを確立するために、基礎的研究に重点を置き下記のような結果を得た。
1.[数値計算]
(1) 現在開発して所有している、サンドコンパクションパイル(SCP)による地盤改良シミュレーションプログラム(WAP3)に対して、抗基礎をも考慮できるように改良した。対象とする地盤は、水ー土の2相系であるが、境界処理にも独自の工夫(吸収境界条件の装着)をしているため、数値計算は小規模となり、現有のパーソナルコンピュータで十分処理できるようになった。
(2) 現在開発して所有している、2次元有効応力解析プログラム(NUW2)により、地盤ー杭基礎系の応答解析を現有のパーソナルコンピュータで行った結果、SCPによる地盤締固めには限界があるため、過度に大きな地震に耐えうるためには杭等の基礎により剛性を補強すべきことが分かった。
(3) しかし、改良基礎部の剛性を高めるだけでは加速度応答が高まり逆効果になりがちであることから、速度応答・変位応答をも考慮した耐震評価基準を設定すべきである。
(4) 今回は基礎的データを収集するために、地盤改良についは、締固め時間のみの管理で終始したが、さらにSCPの圧入率・間隙比・細粒分含有率・砂まく杭径などの施工条件に関するパラメータまでをも管理することが必要であり、次年度以降の課題である。
2, [実験]
(1) 地盤ー杭基礎系の1/100の模型を現有の振動台で水平振動実験し、計測は現有の設備・機器を使用したが、12チャネル同時計測のため購入したデータロガーが大いに役立った。
(2) 上部構造物は、固有周期の異なる1自由度系のものを3体作成したが、数値計算の応答スペクトルと実験値を比較した結果概ね合致していたが、比較点数が限られて精度的には今ひとつであった。そこで、次年度以降は、固有周期が連続的に可変な構造物モデルを作成して実験データを増す必要性がある。
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[Publications] 渕田邦彦: "Seismic response spectra including effects of liquefaction and ground improvement" CD-ROM Proc. of 11th Europear Conf.on Earthq.Engng.T8/fucsrs (1998)
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[Publications] 秋吉卓: "General absorbing boundary conitions for dynamic analysis of fluid-saturated poroas media" Int.J.of Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 1・6. 397-406 (1998)
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[Publications] 孫遜: "Nonlinear seismic response analysis of sedimentary layered grounds" Proc.of 2nd Int.Symp.on the Effects of Surface Geology on Seismic Motion. 801-808 (1998)
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[Publications] 尻無濱昭三: "応答スペクトルを利用した地盤の耐震改修について" 第10回日本地震工学シンポジウム(1998)論文集. 3319-3324 (1998)
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[Publications] 秋吉卓: "液状化土の自重による側方流動の解析について" 第10回日本地震工学シンポジウム(1998)論文集. 1509-1514 (1998)
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[Publications] 兵頭武志: "重力式岸壁の液状化土圧と地盤改良に関する一考察" 第10回日本地震工学シンポジウム(1998)論文集. 1781-1784 (1998)
