2019 Fiscal Year Research-status Report
Research on the mechanism of subgrade reaction of a reaction pile
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18K04352
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
菊池 喜昭 東京理科大学, 理工学部土木工学科, 教授 (40371760)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
兵動 太一 富山県立大学, 工学部, 講師 (80749078)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 杭の横抵抗 / 地盤反力 / 受働抵抗 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
重力式混成提の港内側に鋼管杭を打設しその間に中詰を施すと防波堤の波力に対する抵抗を補強する効果がある（杭式補強防波堤）ことが知られている．これまでの研究で，本工法の効果は確認されているが，杭に作用する外力と杭に作用する地盤反力の関係を明確にすることが杭設計上必要となる．
本研究では，杭が地盤に押されて変形する問題を想定しているため，杭は地盤から分布荷重が作用し，また，分布荷重の形状によって杭のたわみのモードが変化するので，杭のたわみモードと地盤反力の関係を調べている．
そこで，杭の前面側と背面側の地盤面の高さを変えて，背面側(地盤面が低い側)から水平力を作用させる実験をしている．前年度に載荷高さを変えた実験をしたところ，載荷高さが前面側の地盤面の高さに比べてかなり低い場合には，従来の地盤反力係数では地盤反力を推定できないことが明らかとなった．
2019年度は，全背面の地盤高の違いを一定に保って，同時に2か所の深さで載荷することで杭のたわみモードを変化させる実験をした．その結果，杭のたわみモードを大きく変えることができ，同時にたわみモードが変わることで地盤反力係数の値が大きく異なることがわかった．特に，杭の下の方からはらむモードになると全般的に地盤反力が低下することがわかった．この現象には，地盤反力作用範囲の影響が表れている可能性があるが，今後の検討が必要である．
さらに，通常の土槽実験では土槽壁面の摩擦の影響が無視できないので，土槽壁面の影響が完全になくなる，アルミニウム棒積層体を地盤モデルとした実験に着手した．2019年度はこの実験ケースでは，通常の地盤と同じような地盤反力モデルが適用可能かどうかの検討を行った所であり，2020年度に分布荷重の作用する実験を実施することにしている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現段階では予定通り進んでおり，特段の問題はない．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに得られた結果を詳しく議論するため，受動杭としての挙動をより現実的に表現するため，水平力を同時に載荷する高さをさらに増やし，それそれの載荷荷重を自由にコントロールすることで，杭に生じるたわみを任意にコントロールさせる．また，この実験をアルミニウム積層体も掲示板を用いて行う．これらの実験結果から，受動杭の地盤反力係数の考え方を明確にする．さらに，数値解析によってこのような現象が解明できるかどうか挑戦する．一方で，地盤条件，杭の根入れ長さの条件等の違いが杭式補強防波堤での杭に作用する荷重推定法に及ぼす影響を明らかにし，杭のたわみモードから検討する方法を提案し，実際の実験結果と比較し，簡易設計モデルを構築する．
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| Causes of Carryover |
コロナウイルスの関係で予定していた出張が取りやめになったため，差額が生じた．この分については，2020年度に改めて出張することを計画したい．
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