| 研究課題/領域番号 |
03660249
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| 研究機関 | 佐賀大学 |
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研究代表者 |
甲本 達也 佐賀大学, 農学部, 教授 (60038304)
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| 研究分担者 |
田中 明 佐賀大学, 農学部, 助教授 (70038305)
藤本 昌宣 佐賀大学, 農学部, 教授 (00038241)
加来 研 佐賀大学, 農学部, 教授 (10038177)
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| キーワード | 粘土 / 砂 / 横方向荷重 / 剛杭 / たわみ性杭 / 変形 / 支持力 / 有限要素解析 |
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| 研究概要 |
斜面、海岸、海上等に築造される構造物下の杭基礎は土圧や波圧、地震力といった横方向荷重をよく受ける。このような杭基礎の設計に際しては、(1)横方向荷重の種類と特性、(2)杭の変形特性、(3)杭の支持力特性を知ることが重要となる。
分担者藤本は、有明干拓堤防に対する横方向荷重の原因としての潮の干満を取り上げ検討した。これによると満潮時(TP+2.5m)から干潮までに堤防は10mm程度の水平変位を繰り返し受けることが分かった。
代表者甲本および分担者加来は、均一な粘土および砂地盤における種々の杭(剛性EIを変化させた杭)の横方向荷重下における変形および支持力特性を理論的および実験的に検討した。実験は二次元杭および三次元杭を用い、粘土は有明粘土とベントナイトを、砂は標準砂をそれぞれ使用して行った。杭の変形は杭表面に張り付けたひずみゲージにより測定した。これによれば、(1)土の種類によらずまた二次元杭、三次元杭を問わず杭の剛性が小さくなるにつれてBromsの塑性ヒンジの位置が地表面に近い所で生じるようになる、また(2)荷重-水平変位関係は両対数紙上で直線となる、(3)粘土の場合、Vesicの剛性指標βL(β=(K_hD/4EI)^<1/4>、ただし、K_hは横方向の地盤反力係数、Dは杭直径、Lは杭の長さ)が、砂の場合、ηL(η=η_h/5EI)^<1/5>、ただし、N_hは横方向の地盤反力係数)が杭を剛杭(短杭)とたわみ性杭(長杭)とに区別する指標となり得る、(4)水平変位が10mmのときの荷重は土の種類、杭の種類を問わずBromsの理論値とよく一致する、こと等が明かとなった。
分担者田中は、地盤や杭を弾性体とみなして有限要素法により水平荷重下の杭の変形および支持力特性を解析した。これによれば、特に杭と地盤の相対剛性を考慮に入れた変形解析解は実験結果をかなりよくシミュレート出来ることが分かった。
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