| 研究課題/領域番号 |
19K15138
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
中野 尊治 大阪大学, 工学研究科, 助教 (00805806)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 地盤－構造物の非線形相互作用 / 杭基礎 / 粘土地盤 / 群杭効果 / 杭周地盤ばね / 模型振動台実験 / 有限要素法 / 杭－地盤間の剥離 / 非線形相互作用 / 耐震設計 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
南海トラフ沿いの巨大地震や大都市直下地震の発生が逼迫する昨今、大地震に対する杭基礎の耐震性能の評価が必要とされ、建築基礎構造設計指針が改定されようとしている。杭基礎の性能評価を実現するためには、地盤と構造物が持つ力学上の非線形性や両者間の力のやり取り（非線形相互作用）を考えた精緻な応答解析法の構築が不可欠である。
本研究では粘土地盤に建つ杭支持構造物に着目し、模型振動台実験と解析を通じて、地盤－構造物系の非線形相互作用の各種要因を分析する。さらに、各種非線形現象の影響を実用的な杭周地盤ばねに置き換え、杭基礎と上部構造を一体とした耐震設計で用いる数値解析モデルを提案する。
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| 研究成果の概要 |
粘土地盤に建つ杭支持構造物の地震応答と杭周地盤ばねの非線形特性を、実験と解析から明らかにした。砂および粘土地盤中の杭支持構造物の模型振動台実験を行い、各種地盤の非線形化が上部構造応答と杭応力に影響を及ぼすことを示した。また、砂地盤での模型振動台実験と粘土地盤での原位置載荷実験に対するシミュレーションを三次元有限要素法によって行い、杭応力評価に有効なモデルを構築した。さらに、群杭の杭周地盤ばねの非線形特性を三次元有限要素解析によって評価し、砂地盤と粘土地盤における杭周地盤ばねの履歴特性の違いを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
粘土地盤中の杭支持構造物を対象とした振動台実験の例は少なく、本研究課題で行った実験によって貴重なデータが得られた。三次元有限要素法による杭応力評価モデルの構築については、砂および粘土地盤のそれぞれで進展が見られ、今後の解析的研究の足掛かりとなると考えられる。また、代表的な杭配置をもつ群杭と単杭について杭周地盤ばねの履歴特性をまとめたことで、粘土地盤中の杭周地盤ばねをモデル化するための基礎的な知見を得ることができた。本研究課題の成果は、大地震に対する杭の応答評価法の高度化するための資料となることが期待できる。
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