2012 Fiscal Year Annual Research Report
激震域における直接基礎の水平抵抗・支持力と上部構造物の極限応答
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24360228
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田村 修次 京都大学, 防災研究所, 准教授 (40313837)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
時松 孝次 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (50134846)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 直接基礎 / 水平抵抗 / 極限支持力 / 極限応答 / 大地震 |
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| Research Abstract |
近年、2.7gを超える大加速度が地表面で計測されている。一方、建物被害が比較的小さいことが報告されている。その要因の一つとして、地盤と構造物の強非線形相互作用が挙げられている。しかし、そのメカニズムについて、十分な検討はなされていない。そこで、本研究では、乾燥砂-直接基礎建物の動的遠心載荷実験(根入れ無し)を行い、極大地震における建物の極限応答を検討した。入力加速度の振幅を段階的に大きくしたところ、地表面加速度は入力加速度とともに増加するものの、上部構造物加速度は頭打ちになった。また、高重心モデルにおける上部構造物の極限加速度は、低重心モデルのそれに比べて小さくなった。そのメカニズムを検討したところ、両者の極限転倒モーメントは同じであることが分かった。転倒モーメントは、主に上部構造物慣性力とその重心高さの積であるため、高重心モデルにおける上部構造物の極限加速度が小さくなったと考えられる。
次に、水平載荷試験を行い、直接基礎構造物の極限転倒モーメントのメカニズムを検討した。静的水平載荷試験では、PB/2(P:鉛直荷重、B:基礎幅)より小さい値で転倒モーメントが極限に達した。これは地盤の局所的破壊によるものと考えられる。一方、振動実験では、誘発上下動によって基礎の鉛直力が減少し、転倒モーメントが動的PB/2と一致するケースがあった。一方、転倒モーメントが動的PB/2よりも小さい値で上限値に達するケースもあった。これは地盤が局所的に破壊したと思われる。以上から、極大地震における建物の極限応答は、地盤の局所的破壊および誘発上下動に依存する可能性のあることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
誘発上下動が極限転倒モーメントに大きな影響を及ぼすことを明らかにしたことは、新規性が高く、メカニズムの解明に向けての大きな前進である。したがって、当初の計画以上に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度は、基礎が根入れされているケースについて検討する。根入れがあると、地震時土圧、壁面摩擦力など、複雑な相互作用が働く。本研究では、それらの相互作用力を直接計測することで、そのメカニズム解明を試みる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
少ない実験ケースで所定の成果が得られたため、平成25年度使用にした。ただし、静的載荷装置の荷重評価システムに問題があった。根入れありのケースでは、荷重評価システムの改善が必要であり、それに使用する予定である。
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