2009 Fiscal Year Annual Research Report
激震域での地盤の超非線形応答と変状が建物・基礎に与える影響とその性能設計への反映
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20246089
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
時松 孝次 Tokyo Institute of Technology, 大学院・理工学研究科, 教授 (50134846)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 修次 京都大学, 防災研究所, 准教授 (40313837)
鈴木 比呂子 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (60401527)
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| Keywords | 地震 / 杭基礎構造物 / 直接基礎建物 / 地盤の非線形性 / 地盤変状 |
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| Research Abstract |
2007年能登半島地震において1m/sレベルの地震動を観測したK-NET穴水,JMA輪島の地表強震記録から表層地盤の等価せん断剛性比-有効せん断ひずみ関係の経時変化を算定した.算定結果を原位置調査で採取した試料を用いた非排水条件の繰り返し三軸試験結果と比較し,地震記録にみられる地盤の非線形性状、その木造家屋被害に与えた影響について考察した。また、2007年新潟県中越沖地震において、K-NET柏崎で観測されたスパイク状加速度の原因を究明するため、柏崎市内で、表層地盤のボーリング、サンプリング、PS検層を行い、得られたサンプリング試料の室内動的変形強度試験を行って、当該地点の地盤の応力ひずみ関係を求めた。さらに、その結果に基づいて、実地震記録のシミュレーション解析を行ない、スパイク状加速度発生に要因、その建物被害への影響について検討した。
直接基礎建物に対する遠心載荷実験、大型震動台実験などから、SRモデルで上部構造物の応答を再現できる地盤のS波速度は、SHAKEで得られる自由地盤の等価S波速度より小さいこと、基礎部の根入れの有無、基礎部表面の粗さによって、上部構造物の水平応答・動ロッキングが異なること、また、基礎の回転角が大きくなることで、杭の曲げひずみ分布に影響を及ぼすことを示した。さらに、液状化地盤における剛性低下が杭の水平地盤反力の低減と杭応力に与える影響を考慮するため、液状化後の地盤の損傷度を定義し、地盤のバネ剛性低減係数を評価し、提案モデルを組み込んだ簡便解析により、振動台実験における杭応力を算定し、その有効性を示した。
開発中の3次元非線形有効応力解析により、乾燥地盤-杭-構造物系模型を用いた大型振動台実験のシミュレーションを行った。解析結果は、地盤、構造物の鉛直、水平加速度だけでなく、上部構造物の有無による杭の応力分布の違い、入力レベルによる地盤の非線形性をある程度の精度で再現することができた。
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