地盤との相互作用における長大土木構造物の耐震設計法の確立と基準化に関する研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63850104
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 竹宮 宏和 岡山大学, 工学部, 教授 (10026156)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田蔵 隆 清水建設, 技術研究所, 主任研究員 ; 角谷 務 日本道路公団, 東京第一建設局, 構造技術課課長代理 ; 小長井 一男 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (50126471) ; 佐藤 忠信 京都大学, 防災研, 助教授 (00027294) ; 広瀬 壮一 岡山大学, 工学部, 助手 (00156712)
• Keywords: 動的サブストラクチャ法 / 地盤と構造物の動的相互作用 / 表層地盤 / 波動伝播 / 有限要素法 / 境界要素法 / 地盤インピーダンス関数 / 基礎有効入力動 / 剛体ケーソン / 群杭基礎 / 地盤の非線形特性

Research Abstract

動的サブストラクチャ法を根幹とする地盤ー基礎ー上部構造物等の耐震解析システムの開発を行った。内容的に地盤内の波動の伝播性に関するもの、地盤と構造物基礎の相互作用に関するものに大別される。前者では、2次元波動伝播仮定から遠地盤は境界要素性を、近傍不規則地盤には有限要素法を適用した。そして境界要素解との比較を行った。さらに入射波の種別に対応して、表層地盤内の増幅特性について調べた。また、地盤の層状構成に注目して、波動の散乱場を解析するための点加振によるグリーン関数の計算法を開発した。
地盤と構造物の動的相互作用問題では、各種基礎形式に対する複素地盤バネ(インピーダンス関数)と基礎有効入力動の評価を軸対称の3次元モデル化から行った。この際、有限要素法と境界要素法の結合定式化に重み付き残差法を採った。対象基礎はケーソンと群杭基礎である。ケーソン基礎の場合、剛体仮定の下に有効な地盤インピーダンス関数の算出法を提案した。杭基礎の解析では、2つの異なる解析法(スティフネス法とフレキシビリティ法)を採って、群杭としての挙動を究明している。そして解析精度の検討から、現場実験結果との対比を行った。さらに本解析結果に基づいて、現行の実務設計への助言を与えている。
地盤の非線形性に注目した解析を、剛体表面基礎、杭基について実施してそれらの線形応答からの差について追究した。前者では、滑りを表現するためのジョイント要素を、後者では応力一歪関係において修正ランバーグオスグシド型の履歴特性を導入した。非線形応答計算には、いずれも荷重伝達法を適用した。

Research Products

• [Publications] 竹宮宏和,合田和哉,飯田毅,中里卓三: 土木学会論文集. 第391号. 56-63 (1988)
• [Publications] Hirokazu TAKEMIYA;Tsutomu KADOTANI: Proceedings of the 9th World Conference on Earthquake Engineering,Tokyo,1988.
• [Publications] Hirokazu TAKEMIYA;WANG Can Yun: Proceedings of the 9th World Conference on Earthquake Engineering,Tokyo,1988.