| 研究課題/領域番号 |
04402040
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| 研究種目 |
一般研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
基礎・土質工学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
木村 孟 東京工業大学, 工学部, 教授 (40016506)
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| 研究分担者 |
岡村 未対 東京工業大学, 工学部, 助手 (50251624)
廣岡 明彦 (広岡 明彦) 東京工業大学, 工学部, 助手 (70238400)
竹村 次朗 東京工業大学, 工学部, 助教授 (40179669)
末政 直晃 東京工業大学, 工学部, 助手 (80206383)
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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1993
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| 研究課題ステータス |
完了 (1993年度)
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| 配分額 *注記 |
10,800千円 (直接経費: 10,800千円)
1993年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1992年度: 7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
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| キーワード | 地震 / 杭基礎 / 矢板 / 塑性指数 / 遠心模型実験 / 中間土 / 加速度応答 / 軟弱粘性土 / 低塑性 / 地盤反力係数 |
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| 研究概要 |
本研究で新たに得られた知見は以下に示す通りである。
1)実物との応力の相似則を満足し得る遠心模型実験装置を用いて、杭基礎模型を設置したせん断土槽中の塑性指数が約30の川崎粘土、塑性指数が約10,2の中間土並びに豊浦砂から構成される4種の正規圧密地盤及び中間土の過圧密地盤に対し、EL CENTRO(1940)のNS成分を摸した不規則加速度波を入力して50gの遠心加速度場で振動実験を実施した。これより以下の結論を得た。
(1)低塑性な地盤においてほど杭基礎構造物下端の地盤上部での応答加速度はより著しく減衰し、これは振動による過剰間隙水圧の発生に伴う有効応力の減少に起因する地盤の劣化により引き起こされるものである。
(2)杭基礎構造物の応答加速度は地盤を構成する試料が高いものほど増幅し、その周波数特性も入力加速度のものに近い。これに対し、振動中に地盤の劣化が顕著に進行する低塑性粘性土並びに飽和砂からなる地盤における杭基礎構造物の周波数応答特性は振動時間の経過とともに入力加速度の周波数特性とは異なったものとなり特に高周波数成分の減衰が著しい。
(3)地盤の塑性指数が極めて低く振動による地盤の劣化が杭下端にまで及ぶ場合には杭下端での曲げひずみは小さく構造物に大きな残留変位が生じる。
2)同様に自立矢板壁に対し、50gの遠心加速度場で周波数100Hz、最大加速度振幅10gの正弦波を20波入力して振動実験を実施した。これより以下の結論を得ている。
(1)液状化抵抗の比較的大きな地盤では矢板根入れ部での地盤剛性が大きく矢板の振動による倒れ込み量は小さいが、その分矢板が根入れ部で強い拘束を受けた状態で背面側の地盤変形を受けとめる形となり矢板に生じるひずみは大きくなる。
(2)これに対し、液状化抵抗の比較的小さな地盤では根入れ部での地盤剛性が振動中に非常に小さくなるため矢板の倒れ込み量は大きくなるが、振動中並びに振動前後に発生するひずみ量は小さくなる。
3)塑性指数が10の中間土並びに豊浦砂から構成される飽和地盤に設置した杭基礎に対し50gの遠心加速度場で水平繰返し載荷試験を異なる載荷速度(20Hz、0.2Hz)にて実施した(Appendix参照のこと)。これより以下の結論を得ている。
(1)飽和砂地盤の緩速載荷のケースでは水平荷重〜杭頭変位ループの割線係数が繰返し載荷に伴いあまり減少しないのに対して、同地盤の急速載荷並びに中間土地盤では繰返し載荷に伴いこの割線係数が著しく減少した。これは繰返し載荷に伴う地盤内過剰間隙水圧の蓄積により生じる地盤剛性の低下が原因である。
(2)地盤剛性が低下すると両地盤において杭に生じる曲げモーメントの増大が観察されたが、飽和砂地盤では杭全域で曲げモーメントの増大がみられたのに対し、中間土地盤では地盤下部でのみ杭の曲げモーメントが増大した。砂地盤においては杭近傍で深さ方向にわたって地盤剛性が低下するのに対し、中間土地盤では地盤上部においてのみ剛性が低下するという繰返し載荷に伴う劣化の仕方の違いに起因するものである。
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