| 研究概要 |
破砕性地盤では,土粒子の破砕に伴って地盤の体積圧縮が生じ,この力学的な背景から地盤反力が得られず,十分な支持力が得られないことが地盤工学的問題の一つとなっている.そのような地盤の支持力の改善法の一つにグラウト杭の適用があり,支持力改善効果は地盤の固結作用によってグラウト杭の適用が効果的に働くケースと不利に働くケースがあることが予想される.そこで,合理的な支持力確保のため,支持力評価手法の新たな枠組みが必要となる.本研究は,破砕性地盤の支持力改善を目的として,(1)非固結・固結部分が混在する破砕性地盤の工学的分類法の確立,(2)その分類に基づく合理的な支持力の改善方法と評価法の確立を研究目的としている.
本年は,固結度の異なる地盤材料を用いて,固結度の特徴を破砕特性により分類することを検討し,その後昨年度作製した杭の支持力試験機を用いて,粒子破砕に伴う杭の周面摩擦力特性について検討し,研究成果としてそれぞれ新たな知見を得た.前者では,セメントで土粒子間を固結させることで固結度のことなる粒子を再現し,単粒子破砕試験による粒子径〜破砕強度の関係に,粒子間の固結作用による破砕強度と土粒子そのもの破砕強度が強度特性として現れることを明らかにした.これは材料強度を分類する上で貴重な情報になるものと考えられる.また,本材料を杭の周辺地盤に配置した地盤の周面摩擦力特性では,土の強度定数から推定される摩擦抵抗の傾向と必ずしも一致しない,すなわち周面摩擦力を評価する際には粒子破砕特性を十分に考慮しなければ,支持力を過大に推定する場合が存在することも明確になった.このようなケースを防止するためには,杭材と地盤材料間の接触面積ができるだけ大きくすることが重要で,その結果1)個々の粒子レベルで受け持つ力の分散効果による粒子破砕の低減,2)周辺地盤のダイレイタンシーの増大,という二つの効果が期待できるものと考えられる.
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