2010 Fiscal Year Annual Research Report
極大地震下における杭基礎の耐震性能評価に関する実証・解析研究
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21860056
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
柏 尚稔 大阪大学, 工学研究科, 助教 (40550132)
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| Keywords | 杭の水平抵抗 / 非線形性 / 遠心載荷実験 / 振動実験 / 相互作用 / 有限要素解析 / 乾燥砂 |
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| Research Abstract |
本研究は、杭-地盤系の強非線形性の詳細を大振幅水平載荷実験により把握し、実験をシミュレーション可能な3次元有限要素解析によるパラメトリックスタディにより群杭の水平地盤ばねの評価式を構築すると共に、設計に対する杭-地盤系の強非線形性の考慮方法を提案する事を目的としている。具体的には、I)杭-地盤系の非線形性が杭の水平抵抗に及ぼす影響の分析、II)極大地震時における上部構造-杭基礎-地盤系の地震時挙動の分析、III)杭-地盤系の強非線形性を考慮した場合の上部構造への実効入力動の解明の3つを軸としている。
本年度はII)、III)について、既往の実験結果及び実建物に対するシミュレーション解析による解析的検討を行った。II)では兵庫県南部地震で杭基礎に被害があった実大杭基礎建物に対して汎用ソフトLS-DYNAを用いた解析により被害シミュレーションを行い、極大地震時における杭基礎建物の地震時挙動を分析した。当該建物においては、上部構造から作用する杭頭せん断力に加えて、過大な地盤変位が同時に作用することによって杭基礎に被害が生じたことを明らかにした。また、極大地震に対する杭の損傷軽減を目指して、杭周囲地盤に地盤改良を施すことの地震時挙動に対する効果を確認した。III)では、遠心振動実験に対してPenzien型多質点モデルによるシミュレーション解析を行い、杭頭が塑性化する場合での応答変位法の適用性を確認した。具体的には、Penzien型多質点モデルによる動的解析により、実験より得られた定性的傾向を概ねシミュレーションできること、上部構造から作用する杭頭せん断力と周辺地盤の地盤変位を同時に作用させることによって、動的解析による杭応力を包絡するように静的解析で評価できることを確認した。
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