パイルド・ラフト基礎を有する地盤の液状化時における力学挙動の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750446
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 山田 英司 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (00293647)
• Keywords: パイルド・ラフト基礎 / 液状化 / 砂質土 / 水〜土連成 / 有限変形計算 / 地盤改良 / 締固め

Research Abstract

パイルド・ラフト基礎は上部構造物の沈下量低減のために用いられる基礎形式である。本研究では液状化時における上部構造物への被害低減と言う観点から、パイルド・ラフト基礎による砂地盤の液状化抑止の有効性について水〜土連成計算を用いて検討した。ゆるい砂から密な砂までの圧縮・せん断挙動を統一的かつ合理的に説明できる弾塑性構成式を用い、パイルド・ラフト基礎による地盤強化を、砂地盤の変形束縛に求め、これらの基礎にかかる地盤からの反力は、変形拘束の束縛力として求めた。また、砂地盤の下部から部分的に浸透カを載荷することによって砂地盤を液状化させた。べた基礎の場合との比較から、(1)パイルド・ラフト基礎は、基礎に作用する上載荷重を地盤深部へ伝達することによって液状化域を上部構造物から離れた部分へ移動させること、(2)砂地盤の液状化により基礎構造物が傾斜する場合、べた基礎よりパイルド・ラフト基礎の方が傾斜量は少ないこと、を明らかにした。
しかし、パイルド・ラフト基礎近傍では液状化は抑止できても、その周辺地盤では依然、液状化が発生するので、液状化対策としては、やはり周辺の砂質地盤全体の締固めも必要と考えられる。そこで、地震時の飽和砂質地盤の液状化対策として用いられる、地盤深部からのケーシングの「静的な」押込みと引抜きの繰り返しによる砂杭打設を通じて地盤を締め固める工法に着目し、砂杭打設に伴う地盤の円筒拡径過程の水〜土連成解析を行い、ゆるい砂質地盤の締固めメカニズムについて調べた。この結果、ケーシングの押込み・引抜きが順次繰り返される砂杭造成過程においては、ケーシング押込み時の地盤の拡径過程によるゆるい砂の構造低位化・大圧縮と、ケーシング引抜き時の除荷過程の繰返しによって過圧密比が増加・蓄積し、砂地盤は改良され、その改良効果は非排水せん断特性の著しい改善に現れることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] 山田英司: "パイルド・ラフト基礎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. III-52. 113-128 (2000)
• [Publications] 山田英司: "パイルド・ラフト基礎による液状化抑止効果に関する水〜土連成計算"地盤工学会中部支部第12回地盤工学シンポジウム発表論文集. 57-62 (2000)
• [Publications] 山田英司: "砂杭打設による砂質地盤の締固めの水〜土連成解析"第37回地盤工学研究発表会. (発表予定). (2002)