2019 Fiscal Year Research-status Report
地盤の影響を考慮した杭基礎の大地震後の残存軸耐力の評価方法
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19K04698
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| Research Institution | Hiroshima Institute of Technology |
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Principal Investigator |
金子 治 広島工業大学, 工学部, 教授 (80824135)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 杭基礎 / 耐震性能 / 軸力保持能力 / 残存軸耐力 / 地盤の支持力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
次年度に計画している杭の載荷実験に関して，実験計画の立案および予備解析を実施した．本研究では，実験ケース数（パラメータ数）を確保して杭体の損傷と鉛直支持性能の関係について，周辺地盤の負担も併せて評価することを目標としており，その挙動を定量的に把握するために室内実験土槽において人工地盤中に模型杭を設置して載荷試験を行う計画とした．この基本方針に基づき実験スケジュールの立案や実験費用の見積もりを行った．
また，杭体の耐震性能および軸力保持性能（残存軸耐力）に関する文献調査を実施した．これらの調査から，構造実験や載荷試験に基づく杭の耐震性や軸力保持性能に関しては基礎となる実験は行われているものの，設計に定量的に取り入れるまでには至っていないことがわかり，本研究の位置付けを再確認することができた．本研究と既往の研究は本研究の目標に対して補完する関係にあり，効果的に組み合わせることにより実用化につながると考えられる．これらの調査結果に基づいて杭基礎の耐震性能に関する研究の現状について取りまとめ，その成果の一部を雑誌に投稿した．
あわせて，実験結果の評価・分析および提案する評価手法の検証に用いるための有限要素法等の既往の解析プロムラムの適用性について検討を行った．このうち，杭体の耐震性評価と建築物全体の耐震性能の関係性について，実際の建物を対象にケーススタディを実施し，その成果を日本建築学会中国支部研究報告集に投稿した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度は，研究計画に基づいて実験用の試験杭や実験機器の購入を計画していたが，文献調査による現状分析に基づいて，既往の実験との関係や本研究の位置づけを再検討することを当初の計画よりも時間をかけて綿密に行うこととした．その結果，本研究の目標である杭体の損傷と軸力支持性能の関係や建物の基礎全体としての保有性能について周辺地盤の負担も併せて定量的に把握するためには，実験ケース数を多くして実験パラメータを増やすことが適切と判断した．そこで，本研究では室内実験土槽において人工地盤中に模型杭を設置して多数の載荷試験を行うよう計画を見直した．そのため実験装置や載荷方法の一部を見直す作業を継続的に実施し，計画していた実験機器の購入は，今年度には行わないこととした．
次年度は，見直した計画に基づいて再検討した実験機器を購入し研究を進めて行く．実験の実施および実験結果の整理・分析については，新型コロナウィルスによる影響の状況を判断しながらではあるが，当初計画から大きく遅れることなく実施する予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画に基づいて，負担していた軸力が杭の破壊に伴って地盤に再配分される過程を実現象として捉えるための実験を実施する．実験は現場実験でなく室内実験土槽を用いるが，これにより目的に応じた物性の地盤を作成できることから，地盤や杭に関してさまざまなパラメータを設定した上で，それぞれの条件下において杭の破壊に伴って杭からフーチング下の地盤に荷重が移行する現象を実測し，比較検討することができる．
さらに，この実験結果に対してシミュレーション解析を行って検討手法の妥当性・適用性を検証し，必要に応じて解析方法の修正を行った上で，残存軸耐力を評価するための手法を確立する．
以上の成果に基づいて，大地震に対する杭の設計や杭基礎の耐震診断における残存軸耐力を考慮した基礎構造の限界状態の判定指標に関する定量的な提案を行う．
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| Causes of Carryover |
当該年度は，研究計画に基づいて実験用の試験杭や実験機器の購入を計画していたが，文献調査による現状分析を当初の計画よりも時間をかけて綿密に行うこととした．その結果，実験計画を一部変更し室内実験土槽において人工地盤中に模型杭を設置して多数の載荷試験を行うよう計画を見直した．そのために実験装置や載荷方法の一部を見直す作業を継続的に実施し，計画していた実験機器の購入は，当該年度には行わないこととした．
次年度は，見直した計画に基づいて再検討した実験機器を購入し研究を進めて，当初計画から大きく遅れることなく実施する予定である．
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