2021 Fiscal Year Annual Research 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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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 杭基礎 / 残存軸耐力 / 支持力 / 2次設計 / 耐震診断 / 載荷試験 / 有限要素法 / 要素試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究計画に基づき，前年度に実施した大型土槽での載荷実験に引き続いて杭の残存軸耐力を検討するための杭体の要素実験とそのシミュレーション解析および有限要素法を用いたパラメータ解析を行った．さらに，杭および基礎スラブの支持力について検討するための小型土槽を製作し載荷試験を実施した．
要素試験では地震による被害を模擬した欠損のある杭試験体を製作し，この試験杭に対する軸圧縮試験を行った．この試験結果から被災した杭の荷重-変形関係を把握し，破損後に残存する軸力保持能力について把握した．さらにシミュレーション解析によりこの荷重-変形関係を適切に評価できる非線形モデルについて検討し．今後評価方法を汎用化するにあたっての基礎となるデータを取得した．
また，パラメータ解析では昨年度に引き続き3次元有限要素法を用いて要素試験に基づく杭体モデルも含むモデル化を行い，基礎スラブ形状や破損した杭配置が異なる場合の破損杭から地盤への荷重負担の移行過程について検討した．その結果から，これらの解析条件に対する基礎スラブの荷重分担や沈下・傾斜量との関係について定量的に把握し，限定的な条件下ではあるが，残存軸耐力を評価するための手法を構築した．
さらに，昨年度実施した大型土槽での載荷試験を補完し，検討した手法の汎用化を目指すために，作業性の良い小型土槽を製作した．この土槽を用いて所定の密度の地盤を作製した上で，埋め込んだ杭および基礎スラブに対し油圧ジャッキを用いた載荷実験を実施し，杭および基礎スラブの支持力に関する基礎となるデータを取得した．研究成果については雑誌投稿や学会発表を行うとともに，一部は日本建築学会から2022年3月に刊行された「基礎部材の強度と変形性能」にも反映した．
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