2019 Fiscal Year Annual Research Report
杭位置の違いを考慮した群杭の非線形杭周水平地盤バネの実用的算定式の提案
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17H03342
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
宮本 裕司 大阪大学, 工学研究科, 教授 (50416856)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川辺 秀憲 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (00346066)
柏 尚稔 国土技術政策総合研究所, 建築研究部, 主任研究官 (40550132)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 非線形杭周地盤バネ / 杭周地盤バネの算定法 / 羽根突き鋼管杭 / 3次元非線形有限要素法 / 杭頭改良地盤の補強効果 / 杭周地盤バネの履歴特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、杭連成を考慮した上部構造の地震応答解析モデルや杭の設計解析モデルに取り入れる群杭の杭周地盤バネを、実大杭の水平載荷実験と3次元非線形有限要素法の解析から求め、より簡易な算定式で表現することを目的とした。
単杭と群杭の非線形杭周地盤バネは、杭をシェル要素、非線形地盤をソリッド要素でモデル化した3次元有限要素解析法を用いて初期剛性、非線形特性と履歴特性を評価した。その際、杭本数、杭配置、杭径、杭間隔、地盤剛性、加力方向等を変数とした杭周地盤バネの諸特性を明らかにした。また、実地盤での実大杭の載荷実験および模型杭による振動台実験からも杭の水平抵抗特性を明らかにし、また杭周地盤バネを算出してその非線形特性と履歴特性を分析した。さらに、3次元非線形有限要素解析法を用いたシミュレーション解析を行い、その有効性を確認するとともに実用的算定式の妥当性を検証した。
このような目的に対して本年度の主要な成果は次の通りである。
１）粘性土の実地盤で行った単杭鋼管杭（ストレート杭、羽根付き杭、杭頭を地盤改良した杭）と杭頭を半剛接した2本群杭の水平載荷実験を行い、各種条件の杭の水平抵抗および杭周地盤バネについて分析した。特に、杭周地盤の羽根による乱れと剥離効果による水平抵抗の低減を明らかにした。
２）上記原位置水平載荷実験から、羽根付き杭の杭周地盤バネの低減係数の評価ならびに杭頭改良地盤の補強効果を3次元有限要素法を用いたシミュレーション解析をもとに明らかにした。
３）砂地盤と粘土地盤の杭周地盤バネの履歴特性を3次元有限要素解析をもとに明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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