| 研究課題/領域番号 |
23K04109
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 千葉工業大学 |
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研究代表者 |
鈴木 比呂子 千葉工業大学, 創造工学部, 教授 (60401527)
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| 研究分担者 |
金田 一広 千葉工業大学, 創造工学部, 教授 (30314040)
吉田 洋之 東電設計株式会社(新領域研究開発推進室), 新領域研究開発推進室, 課長 (40939807)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2024年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 地盤のばらつき / 基礎の支持力 / 信頼性設計 / 基礎構造 / 地盤定数 / 空間分布 / 耐力係数 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
2019年に改定された日本建築学会の「建築基礎構造設計指針」においては、限界状態設計法の概念を示されてはいるものの、従来の安全率を準用する程度に留まっており、どの程度の信頼性を有しているのかは不明である。本研究では、地盤のばらつきを考慮してモンテカルロシミュレーションを行うことで、現在の建築分野の基礎構造の鉛直支持力の設計において、どの程度の安全の余裕度が確保されているのかを明確にする。さらに、ばらつきを考慮した耐力係数の設定のフローを示すことで、信頼性設計確立のための有用な知見を収集するものである。
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| 研究実績の概要 |
有限要素法を用いたモンテカルロシミュレーション（各ケース1000回試行）により，内部摩擦角，粘着力のばらつきが直接基礎の支持力に与える影響を検討した．内部摩擦角，粘着力の変動係数が大きくなると，算定される支持力の変動係数も大きくなり，また，算定される支持力度の平均値が小さくなる傾向がある．しかし，支持力度の変動係数は，地盤定数の変動係数と比較して小さい．そこで，空間相関性を考慮した地盤定数のばらつきを与え，モンテカルロシミュレーションを試行した．空間相関性を考慮すると，支持力の変動係数が大きくなり，その傾向は相関距離が大きくなるほど顕著である．すなわち，ある領域を考えた際に，地盤強度が均等にばらついている状態であれば，そのばらつきが支持力に与える影響は比較的小さい．一方，領域全体の平均値，変動係数が同じであっても，強度が比較的低い部分，高い部分が存在する場合は，支持力の変動係数が大きくなる．このことから，地盤のばらつきが支持力に与える影響を検討する際は，空間的な分布も考慮することが重要であることを示した．
また，杭先端支持力に対する地盤物性のばらつきによる影響を確認することを目的して，地盤の相対密度の目標値を定めた複数の試験体に対して静的載荷実験および数値解析を行った．その結果，実験で得られた杭先端支持力は，基礎設計指針により求めた杭先端支持力と同程度であること，支持層の相対密度が大きいほど増加することを確認した．また，杭先端支持力は支持層の相対密度に比べて変動係数が大きい傾向にあり，杭先端支持力と相対密度との関係式と整合した結果であることを確認した．
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
2023年度に懸念事項であった地盤の空間相関性を考慮したモンテカルロシミュレーション解析プログラムにおいて、修正が完了した。
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| 今後の研究の推進方策 |
解析プログラムの修正が完了したため、解析ケースを増やし、データの蓄積を加速させる。そららのデータをもとに、設計に反映できる資料を構築する。
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