棄却された新形式海洋基礎-サクション基礎-の復活に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555130
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 善 功企 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (50304754)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 重雄 運輸省港湾技術研究所, 水工部, 砕波研究室長 ; 神野 健二 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80038025) ; 落合 英俊 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (00039679) ; 安福 規之 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (20166523) ; 鳥井原 誠 大林組, 技術研究所, 主任研究員
• Keywords: サクション基礎 / 海洋基礎 / 中空円筒基礎 / 支持力特性 / サクション力 / 模型実験 / 有限要素法解析 / 変形解析

Research Abstract

中空円筒型のサクション基礎は、基礎形状とサクションの利用という点で、既存の基礎に比べ根入れ、施工管理が容易となり、高い安全性・経済性が得られる。しかし、施工事例が少ないため支持力特性に未解明な点が多く、特に基礎内部の土は、閉塞効果による圧縮やヒービングによる膨張の影響により、同じ径を有する中実円筒基礎と同様な支持力が得られるか不明である。
本研究では、サクション基礎の支持力特性を明らかにするため、沈設後を想定した模型実験ならびに有限要素法を用いた数値解析を行った。模型実験では、基礎形状や模型地盤の相対密度の違いによる支持力の変化や各抵抗成分の支持力分布を検討し、有限要素解析により、基礎周辺の応力分布や変形図などから支持力特性の理論的考察を行った。得られた結論をまとめると以下の通りである。
1)破壊モードは、相対密度が約85%の砂地盤においては全般せん断破壊を生じ、60%以下で局所せん断破壊に移行する傾向にある。
2)同じ内外径比の基礎では、各抵抗成分の割合は相対密度によらず一定値に収束する。
3)サクション基礎の極限支持力は、相対密度、根入れ長や側壁幅の変化に関わらず中実基礎の9割以上の支持力を発揮することができる。ただし極限支持力に達するまでに必要となる変位量は、中実基礎に比べ、基礎内部空間が大きくなるほど、また相対密度が低くなるほど大きくなる。
4)サクション基礎の極限支持力は、根入れの浅い場合において、Terzaghiの支持力公式に、主働くさび領域の変化による角度の低減を考慮することによって算出できる。

Research Products

• [Publications] 工藤昌生, 善功企, 陳光斉, 笠問清伸: "砂地盤中の模型実験によるサクション基礎の支持力特性"第36回地盤工学研究発表会発表講演集. 2巻. 1523-1524 (2001)
• [Publications] 工藤昌生, 善功企, 陳光斉, 笠間清伸, 出口信太郎: "模型実験と数値解析によるサクション基礎の支持力特性の比較"平成13年度土木学会西部支部研究発表会講演概要集. 第一分冊. A-432-A-433 (2002)
• [Publications] 出口信太郎, 善功企, 陳光斉, 笠間清伸, 工藤昌生: "アルミ棒地盤におけるサクション基礎の支持力特性"平成13年度土木学会西部支部研究発表会講演概要集. 第一分冊. A-434-A-435 (2002)