| 研究概要 |
これまでの研究により,地盤調査の結果から地盤ばねの定数を決定するいくつかの方法が基準類に示されている.しかし,その関係には比較的大きなばらつきがあり,近年のように性能照査型設計の導入が検討され,高精度の地盤ばね定数が要求されるようになると,既存の方法では必ずしも十分とは思われない.
精度良く地盤ばね定数を推定しようとする場合には,現地において載荷試験を実施することが望ましいと考えられ,近年,杭の載荷試験結果から地盤ばね定数を推定することが試みられている.地盤反力とたわみは線形関係になく,これは非線形問題となるため,解析的に解を得ることは難しく,系統だった推定法も整備されていない.そのため,これまでは試行錯誤的に載荷試験結果から地盤ばね定数を求めることがなされてきた.しかしながら,このような手法では解析者の主観が入りやすく,客観的な方法とは言えない面があった.
このような点に鑑み,本研究では,まず載荷に伴う杭の変形挙動を求める手法を確立した.この解析手法では,2節点の線材要素を用いる有限要素法を適用し,ニュートンラプソン法をベースにした繰り返し計算により解を求めることとしている.さらに,載荷試験で得られた杭のたわみと解析による杭のたわみの差の二乗和を最小にすることで,地盤ばね定数を推定する逆解析法を開発した.この逆解析法にも,2節点の線材要素を用いる有限要素法を適用している.ただし,載荷試験結果に誤差が含まれると,多層地盤における下層の地盤ばね定数を精度良く求めるのが難しくなる.そこで,本研究では,杭の剛性および載荷試験結果の扱い方に着目し,逆解析結果の精度向上について考察した.その結果,長杭と短杭の中間程度の杭を用いること,複数回の載荷試験結果をまとめて扱うことが,地盤ばね定数推定の精度向上に有効であることを示した.
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