地盤沈下地帯におけるSL杭の地震時繰返し力による挙動性状に関する基礎的研究

• 研究課題/領域番号: 05650538
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 建築構造・材料
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 冨永 晃司 広島大学, 工学部, 助教授 (10067720)
• 研究分担者: 山本 春行 広島大学, 工学部, 助手 (60158293)
• 研究期間 (年度): 1993
• 研究課題ステータス: 完了 (1993年度)
• 配分額: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 1993年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: 杭 / 圧密 / 軟弱地盤 / 質の摩擦力 / 歴青 / 解析法

研究概要

地盤沈下地帯の杭基礎に発生する負の周面摩擦力を低減させるために使用されるSL杭において、そのスリップ材としてのアスファルト(Bグレード)のせん断変形性状を把握する実験を計画・実施した。
実験は、まず筆者らが既に実施した大変形までを対象としたねじりせん断実験結果と他の研究者らによって実施されている長方形板による単純せん断実験結果との整合性を検討するために、全国的に見て一般的な地中温度15℃を想定し、その温度に設定した恒温水(設定精度±0.1℃)中において、せん断方向の長さが3cm、6cm、9cm、12cmの4種類の長方形アルミ板(幅6cm)を用いた単純二面せん断(供試体厚10mm)クリープ実験を行った。ここに、長方形板による実験ではせん断変形量がせん断方向長さの約半分以上になると板の寸法の影響が現れ、真のせん断クリープ性状が得られないことが示され、この種の実験により大きなせん断変形までを論じている既往の研究に警鐘を与える結果が得られた。また、寸法の影響のないせん断変形範囲内では、長方形板とねじりせん断の両実験結果は良く一致しており、ねじりせん断実験により小さなせん断歪から大きなせん断歪に至るまでの一連の実験が可能である結論を得た。これらの結果を基に、スリップ材のせん断変形に関して一般化フォークト型のレオロジーモデルでモデル化し、地震時など歪速度が速い領域から地盤沈下による緩速領域までを対象としたせん断実験を実施して、解析モデルの力学的定数を決定した。
ついで解析法としては、杭体を弾性棒とおき、上記の解析モデルで表現されるスリップ材を杭体表面と地盤間に介在させ、かつ地盤のせん断強度を考慮したSL杭の解析法を開発し、地盤沈下の進行を圧密度で表現したパラメータ解析を行った。結果として、杭に作用する軸力は圧密の進行途中で最大値を示し、その後は軸力が減少する性状のある結果を得ており、同解析法が実設計において有用なものになることの知見を得た。
本研究は進行中であって、現在は各圧密度において地震時繰返し力が作用する場合の解析を実施している。