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地盤改良による沿岸中層建物の耐津波補強工法の開発・検証に繋がる杭の引抜き試験

研究課題

研究課題/領域番号 21K04245
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分22020:構造工学および地震工学関連
研究機関国立研究開発法人防災科学技術研究所

研究代表者

河又 洋介  国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震減災実験研究部門, 主任研究員 (90740994)

研究分担者 中澤 博志  静岡理工科大学, 理工学部, 教授 (20328561)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
キーワード杭の引抜き抵抗 / 液状化 / 津波耐力 / 建物の津波耐力 / 杭基礎 / 地盤の液状化 / 対津波補強
研究開始時の研究の概要

東日本大震災において,津波により,杭が引抜けるようにRC建物が転倒した事例が確認された。沿岸地域の軟弱地盤が,津波を発生させる地震により液状化すると,杭の引抜き抵抗が顕著に低下し,転倒のリスクが高くなる。したがって,津波襲来時の地盤の液状化程度を考慮して,杭の引抜き抵抗を評価することが重要である。
本研究では,液状化程度を調整した地盤中の模型杭の引抜き試験を実施する。その結果を用いて,杭基礎に支持された中層建物の数値解析を行い,最適な耐津波補強法を提案する。

研究成果の概要

2011年東北地方太平洋沖地震において,杭が引抜かれるように転倒した建物が報告されており,津波襲来時の杭の引抜き抵抗を評価して,必要に応じて補強することが重要である。
本研究では,小型模型実験を実施することにより,間隙水圧上昇中~完全液状化~間隙水圧消散後の各段階における杭の引抜き抵抗を評価した。
実験の結果,間隙水圧がある程度上昇しないと杭の引抜き抵抗は低下しないこと,完全液状化状態でも地震前の半分程度までしか引抜き抵抗が低下しないこと,間隙水圧が完全に消散しても地震前の引抜き抵抗まで戻らないことを明らかにした。これらの結果は,従来の考え方とは異なるものであり,更なる研究の必要性を示唆している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

沿岸部の津波避難ビルが,地震により液状化する恐れのある地域に立地していることは珍しくない。地震発生後,数分から数十分以内に津波が襲来するため,地盤中の間隙水圧が残留している状態もしくは消散して間もない状態である可能性が高い。また,余震の影響で,津波襲来時に完全液状化状態にあることも考えられる。そのため,間隙水圧の上昇過程~完全液状化~間隙水圧消散後の各段階における,杭の引抜き抵抗を評価することにより,実際に津波が襲来したタイミングでの建物の津波耐力を推定することが不可欠となる。このような研究はこれまでにないものであり,本研究はその第一歩となりうるものである。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] 既存沿岸中層建物の耐津波補強工法の開発 -異なる間隙水圧条件下における小型模型杭を用いた引抜き試験結果-2024

    • 著者名/発表者名
      河又洋介,中澤博志
    • 学会等名
      地盤工学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 既存沿岸中層建物の耐津波補強工法の開発 -小型模型杭を用いた引抜き試験の結果と考察-2023

    • 著者名/発表者名
      河又洋介,中澤博志
    • 学会等名
      地盤工学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 液状化地盤中の杭の引抜き抵抗に関する実験的検討2023

    • 著者名/発表者名
      河又洋介,中澤博志
    • 学会等名
      地震工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 既存沿岸中層建物の耐津波補強工法の開発 -小型模型杭を用いた引抜き試験の計画-2022

    • 著者名/発表者名
      河又洋介,中澤博志
    • 学会等名
      地盤工学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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