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激震時の地盤と建物の動的相互作用を考慮した杭基礎の終局耐力と変形性能の評価

研究課題

研究課題/領域番号 14350297
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 建築構造・材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

時松 孝次  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50134846)

研究分担者 木村 祥裕  長崎大学, 工学部, 助教授 (60280997)
浅香 美治  清水建設株式会社, 技術研究所, 研究員
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
15,800千円 (直接経費: 15,800千円)
2004年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2003年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
2002年度: 8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
キーワード地震 / 杭 / 相互作用 / 液状化 / 振動台実験 / 地盤反力 / 基礎 / 地盤変位
研究概要

本研究では、大型振動台実験ならびに遠心振動実験により、非液状化および液状化地盤と構造物との動的相互作用を把握するとともに、杭の水平地盤反力発生メカニズムを明らかにし、さらに、数値解析から液状化地盤中の杭の曲げ座屈応力度について検討し、これらの結果に基づいて、地盤と構造物との非線形動的相互作用を考慮して、杭基礎の終局耐力と変形性能評価の可能性について検討したものである。得られた主な結論は以下の通りである。
(1)非液状化地盤での杭の水平地盤反力は前面側の圧縮地盤で土圧が上昇することで発生し、杭間隔が狭い群杭では後方杭ほど地盤反力が小さくなる。液状化地盤での杭の水平地盤反力は、杭と地盤の相対変形で引っ張りとなった側で間隙水圧が減少し、土圧が低下することで発生し、杭間隔が狭い群杭でも、後方杭において地盤反力が小さくなる現象は認められない。(2)液状化地盤において鉛直荷重を受ける鋼管杭の曲げ座屈応力度は、地盤の水平変形拘束を考慮した一般化細長比をもちいることで、通常の圧縮材と同様に評価できる。(3)構造物固有周期が地盤の固有周期より短い場合は地盤変位と慣性力が同位相のため、両者が同時に大きくなるときに杭応力(モーメント、せん断力、軸力変動)の最大値が発生するのに対し、構造物固有周期が地盤の固有周斯より長い場合は、両者が同位相でないため、地盤変位と慣性力の両方が同時に大きくない条件で、杭応力の最大値が発生する傾向がある。(4)非液状化地盤では構造物の慣性力に表層地盤が抵抗するため、軸力変動は基礎を中心とする転倒モーメントで評価できるが、液状化地盤では、表層地盤が抵抗できないため、軸力を支配するモーメント中心が地盤深部に移動して、軸力変動を増加させる傾向がある。(5)基礎根入れ部に働く地震時土圧、杭の水平地盤反力モデルを組み込んだ応答変位法により、地盤固有周期が構造物固有周期より長い場合は地盤変位と構造物慣性力を同時に作用させることで、短い場合は一方ずつ作用させて求めた応力を二乗和平方根で重ね合わせることで実験から得られた曲げモーメント、せん断力、軸力変動を良く再現できる。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (21件) 図書 (1件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] 地盤-杭-構造物系動的相互作用が杭応力に与える影響2005

    • 著者名/発表者名
      時松孝次, 鈴木比呂子, 佐藤正義
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 587

      ページ: 125-132

    • NAID

      110004839601

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of dynamic soil-pile-structure interaction on pile stresses2005

    • 著者名/発表者名
      Kohji Tokimatsu, Hiroko Suzuki, Masayoshi Sato
    • 雑誌名

      Journal of Structural and Construction Engineering, AIJ 587

      ページ: 125-132

    • NAID

      110004839601

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 応答変位法に基づく大型せん断土槽実験における杭応力の算定2005

    • 著者名/発表者名
      鈴木比呂子, 時松孝次
    • 雑誌名

      阪神・淡路大地震10周年地震工学シンポジウム

      ページ: 406-407

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Pore water pressure response around pile and its effects on p-y behavior during soil liquefaction2004

    • 著者名/発表者名
      Kohji Tokimatsu, Hiroko Suzuki
    • 雑誌名

      地盤工学会論文報告集 Vol.44No.6

      ページ: 101-110

    • NAID

      110003969715

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pore water pressure response around pile and its effects on p-y behavior during soil liquefaction2004

    • 著者名/発表者名
      Kohji Tokimatsu, Hiroko Suzuki
    • 雑誌名

      Soils and Foundations 44, 6

      ページ: 101-110

    • NAID

      110003969715

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of inertial and kinematic forces on pile stresses in large shaking table tests.2004

    • 著者名/発表者名
      Kohji Tokimatsu, Hiroko Suzuki, Masayoshi Sato
    • 雑誌名

      Proc., 13th World Conference on Earthquake Engineering Paper No.1322

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of pore water pressure response around pile on p-y relation during liquefaction2004

    • 著者名/発表者名
      Kohji Tokimatsu, Hiroko Suzuki
    • 雑誌名

      Proc., 11th International Conference on soil Dynamics and Earthquake Engineering

      ページ: 567-572

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Influence of inertial and kinematic components on pile response during earthquakes2004

    • 著者名/発表者名
      Kohji Tokimatsu, Hiroko Suzuki, Masayoshi Sato
    • 雑誌名

      Proc., 11th International Conference on soil Dynamics and Earthquake Engineering

      ページ: 768-775

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of dynamic soil-structure interaction on pile stresses in large shaking table tests2004

    • 著者名/発表者名
      Kohji TOKIMATSU, Hiroko SUZUKI
    • 雑誌名

      Proc., First International Conference on Urban Earthquake Engineering

      ページ: 331-338

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pore water pressure response around pile and its effects on p-y relation during liquefaction2004

    • 著者名/発表者名
      Hiroko SUZUKI, Kohji TOKIMATSU
    • 雑誌名

      Proc., First International Conference on Urban Earthquake Engineering

      ページ: 331-338

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Pore water pressure response around pile and its effects on p-y behavior during soil liquefaction2004

    • 著者名/発表者名
      Kohji Tokimatsu, Hiroko Suzuki
    • 雑誌名

      地盤工学会論文報告集 Vol.44, No.6

      ページ: 101-110

    • NAID

      110003969715

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Pore water pressure response around pile and its effects on p-y relation during liquefaction2004

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Suzuki, Kohji Tokimatsu
    • 雑誌名

      Proc., First International Conference on Urban Earthquake Engineering

      ページ: 493-499

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of dynamic soil-structure interaction on pile stresses in large shaking table tests2004

    • 著者名/発表者名
      Kohji Tokimatsu, Hiroko Suzuki
    • 雑誌名

      Proc., First International Conference on Urban Earthquake Engineering

      ページ: 331-338

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 液状化地盤における群杭周辺地盤の間隙水圧変動と水平地盤反力の関係2004

    • 著者名/発表者名
      鈴木比呂子, 時松孝次
    • 雑誌名

      液状化地盤中の杭の挙動と設計法に関するシンポジウム

      ページ: 237-240

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 大型せん断土槽を用いた液状化実験における基礎根入れ部に加わる土圧合力の評価2003

    • 著者名/発表者名
      時松孝次, 田村修次, 宮崎政信, 吉澤睦博
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 570

      ページ: 101-106

    • NAID

      110004092073

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Behavior and design of pile foundations subjected to earthquakes2003

    • 著者名/発表者名
      Kohji Tokimatsu
    • 雑誌名

      Proc., 12th ASIAN Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering Vol.2

      ページ: 1065-1096

    • NAID

      110003960319

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Evaluation of seismic earth pressure acting on embedded footing based on liquefaction test using large scale shear box2003

    • 著者名/発表者名
      Kohji Tokimatsu, Shuji Tamura, Masanobu Miyazaki, Mutsuhiro Yoshizawa
    • 雑誌名

      Journal of Structural and Construction Engineering, AIJ 570

      ページ: 101-106

    • NAID

      110004092073

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 大型振動台実験に基づく液状化過程での杭の水平地盤反力変位関係のモデル化2002

    • 著者名/発表者名
      時松孝次, 鈴木比呂子, 佐伯英一郎
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 559

      ページ: 135-141

    • NAID

      110004082041

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 実大杭の杭頭および地中水平載荷実験に基づく地盤反力変位関係2002

    • 著者名/発表者名
      時松孝次, 鈴木比呂子, 佐伯英一郎
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 562

      ページ: 53-58

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Modeling of horizontal subgrade reaction of pile during soil liquefaction based on large shaking table tests2002

    • 著者名/発表者名
      Kohji Tokimatsu, Hiroko Suzuki, Eiichirou Saeki
    • 雑誌名

      Journal of Structural and Construction Engineering, AIJ 559

      ページ: 135-141

    • NAID

      110004082041

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Relationship between displacement and subgrade reaction based on lateral loading tests of steel pipe pile2002

    • 著者名/発表者名
      Kohji Tokimatsu, Hiroko Suzuki, Eiichirou Saeki
    • 雑誌名

      Journal of Structural and Construction Engineering, AIJ 562

      ページ: 53-58

    • NAID

      110004304403

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] Receent Advances in Earthquake Geotechnical Engineering and Mecrozonation2004

    • 著者名/発表者名
      時松孝次(分担)
    • 総ページ数
      353
    • 出版者
      Kluwer Academic Publishers
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kohji Tokimatsu: "EFFECTS OF INERTIAL AND KINEMATIC FORCES ON PILE STRESSES IN LARGE SHAKINGTABLE TESTS"13^<th> World Conference on Earthquake Engineering. (発表予定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kohji Tokimatsu: "Influence of Inertial and Kinematic Components on Pile Response during Earthquakes"11^<th> International Conference on Soil Dynamics & Earthquake Engineering. Vol.1. 768-775 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroko Suzuki: "Effects of Pore Water Pressure Response around Pile on p-y Relation during Liquefaction"11^<th> International Conference on Soil Dynamics & Earthquake Engineering. Vol.2. 567-572 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kohji Tokimatsu: "Behavior and Design of Pile Foundations Subjected to Earthquakes"12^<th> Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. 32 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 高澤 昌義: "大型振動台実験から推定した地盤-杭-構造物系相互作用が杭の軸力変動に与える影響"第39回地盤工学研究会. (発表予定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 時松孝次: "大型せん断土槽を用いた液状化実験における基礎根入れ部に加わる土圧合力の評価"日本建築学会構造系論文集. No.570. 101-106 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木比呂子: "液状化地盤におけるダイレイタンシー特性が杭の水平地盤反力係数に与える影響"第11回日本地震工学シンポジウム. (CD-ROM). 8 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 古挽 翠: "大型振動実験に基づく地盤-杭-構造物系の動的相互作用評価(その1:乾燥地盤)"第38回地盤工学研究会. (発表予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木比呂子: "大型振動実験に基づく地盤-杭-構造物系の動的相互作用評価(その2:液状化地盤)"第38回地盤工学研究会. (発表予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 時松 孝次: "大型振動台実験に基づく液状化過程での杭の水平地盤反力変位関係のモデル化"日本建築学会構造系論文集. 559号. 135-141 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 田村 修次: "大型せん断土槽を用いた液状化実験における基礎根入れ部に加わる土圧合力と構造物慣性力の関係"日本建築学会構造系論文集. 559号. 129-134 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 時松 孝次: "実大杭の杭頭および地中水平載荷試験に基づく地盤反力変位関係"日本建築学会構造系論文集. 562号. 53-58 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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