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杭構造物地盤系の液状化過程における応答特性を明らかにする基礎的研究として、まず杭のない地盤構造物系の有効応力解析法の妥当性を振動実験及び間隙水圧上昇を含む実地震記録と比較検討した。その結果、解析は地盤が完全に液状化した実測に対しても、加速度、時刻歴、最大値、スペクトル形状を良く表現出来ることが分った。次に、液状化過程における杭の水平地盤反力係数モデルを作成し、その有効性を模型実験と比較し確認した。その結果地盤反力の低下は、間隙水圧上昇による拘束圧の低下と杭ー地盤の相対変位の増加により十分表現できることが分った。さらに、液状化過程での地盤・杭・構造物の相互作用を考慮出来る解析法を作成し、その妥当性を地盤・杭・構造物系に対する液状化実験結果と比較検討した。解析により得られた杭・構造物および地盤系の加速度、変位、間隙水圧の時刻歴および杭・構造物系の加速度、フ-リエスペクトルはいづれも実験値と良く対応し、解析手法の有効性が示された。実験結果および解析結果より液状化過程に増大する地盤変形により杭が強制変形されること、また地盤が完全液状化しても杭剛性が相対的に低い場合、地盤変形の杭応力に与える影響が分った。さらに、地盤変形の杭応力に与える影響は、杭頭に働く慣性力の影響より大きい場合のあることが示された。以上の結果に基づいて、液状化過程において増大する地盤変形が杭応力に与える影響を、応答変位法を用いて評価する手法の妥当性について検討した。その結果、液状化過程における地盤反力の低下、地盤変位、杭頭加速度が正当に評価出来れば、応答変位法より杭に生ずる応力を適切に評価できる可能性が示された。
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