| 研究概要 |
しらす,スコリア,まさ土などの火山性堆積物や風化残積土およびCalcareous Sediments,サンゴ礫混じり土などの生物の遺骸を起源とする海成堆積物は,ともに土粒子形状が角張っているため粒子破砕を生じやすく、粒子破砕に伴う支持力の低下および基礎の沈下の増大といったことが工学的な問題となっている.また,世界の情勢として,設計手法は従来の許容応力度設計法から限界状態設計法へと移行している.そのようなことを背景として,本研究は,顕著な変形性を示す破砕性地盤の破砕性を考慮した合理的な支持力評価手法の確立を目的とした.
まず,破砕性地盤材料の強度・変形特性と粒子破砕の関わりを単粒子破砕試験,排水三軸圧縮試験によって検討した.そこでは,粒子破砕に着目したせん断強度特性を評価する手法を提案した.次に,破砕性地盤の杭の支持力を評価する際,地盤の強度の特殊性よりむしろ圧縮変形特性に大きな特徴があることを指摘し,支持力の発現形態を微小変形で強度を発揮する周面摩擦力と大きな地盤変形を要する先端支持力とに分離して評価することが合理的であることを示した.その中で,周面摩擦力の発現特性が初期応力状態と異種材料間の摩擦特性に起因することを指摘し,リングせん断試験および模型杭の載荷実験結果によって最大強度,残留強度ともに概ね水平応力に依存したクーロン則で評価できることを明らかにした.また,先端支持力の発現特性が地盤の圧縮性および初期平均応力に依存することに着目し、破壊モードを考慮した球状空洞理論の援用によって支持力式を提案した.その評価式の算定結果は杭の載荷実験によって材料毎のある地盤変形量に対応していることがわかった.これらの考察,実験結果にもとづき,地盤の破砕性,圧縮性,強度特性を考慮した合理的な支持力評価手法のフローを提示した.
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