パイルド・ラフト基礎の水平抵抗および耐震性能に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450188
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 松本 樹典 金沢大学, 工学部, 教授 (10143877)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北浦 勝 金沢大学, 工学部, 教授 (70026269) ; 三浦 均也 北海道大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (40190582) ; 堀越 研一 大成建設(株)技術センター, 土木技術研究所, 副課長 ; 高原 利幸 金沢大学, 工学部, 助手 (20324098) ; 汪 発武 金沢大学, 工学部, 講師 (10324097)
• Keywords: パイルド・ラフト / 杭 / 遠心模型実験 / 室内模型実験 / 水平抵抗 / 耐震性 / 変形解析 / 変形解析

Research Abstract

平成12年度は,1)地震荷重を受けた場合のパイルド・ラフト基礎および群杭の変形,破壊メカニズムを詳細に検討し,荷重伝達機構を明らかにする.2)パイルド・ラフト基礎の変形解析手法を開発する.3)地震荷重が作用する場合のパイルド・ラフト基礎の設計体系を検討する,ことを主な研究目的として研究を実施した。
1)に関しては,遠心載荷装置および室内模型装置を用いて,各種基礎の鉛直および水平載荷実験を行った。これらの実験では,杭長,杭中心間隔,杭本数,杭傾斜角度をパラメーターとして,基礎の各要素(ラフト,単杭)を含め,40余ケースの載荷実験を行った。遠心実験では,地震時を想定した振動実験も実施した。これらの実験から得られた重要な点は,以下のとおりである。1.斜杭を用いたパイルド・ラフト基礎の水平変位抑制効果がもっと高い。2.ラフト下の杭の鉛直支持力および水平支持力は,ラフトの存在による地盤の拘束圧の増加によって,単杭の場合に比べて,大きくなる。3.実設計において重要となる使用性限界荷重内では,水平外力の大部分をラフト底面の摩擦力で受け持っており,ラフト底面の滑動が生じるまでは,ラフトに水平変位抑制効果が大きく期待できる。4.振動実験(地震実験)における上部構造物の質量と加速度の積を水平外力として評価すれば,地震時のパイルド・ラフトの水平荷重〜水平変位関係は,静的水平載荷試験結果とほぼ対応する。これらの結果は,目的3)である今後のパイルド・ラフト基礎の設計法の確立に,大きく貢献する貴重なものである。パイルド・ラフト基礎の解析手法としては,ラフトを薄板要素,杭を梁要素,地盤をラフトおよび杭の節点に連結したばねで表現した三次元簡易解析法プログラムPRABを完成した。これに加え,パイルド・ラフト基礎の変形解析が容易な三次元FEMプログラムの開発にも着手している。

Research Products

• [Publications] K.Pastsakorn,T.Matsumoto,T.Takahra & H.Todo: "A simplified analytical method for deformation analysis of piled raft foundations with batter piles"Proc.5th Int.Conf.on Deep Foundation Practice, Singapore. (投稿済). (2001)
• [Publications] T.Watanabe,H.Fukuyama,K.Horikoshi & T.Matsumoto: "Centrifuge modelling of piled raft foundations subjected to horizontal loads"Proc.5th Int.Conf.on Deep Foundation Practice,Singapore. (投稿済). (2001)