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側方土圧、間隙水圧、周面摩擦、先端軸力が直接測定できる模型杭(四成分センサー)を使用し、地震時の周面摩擦挙動を調べるために、実際の粘性土地盤において載荷速度を変えた貫入実験を行なった。合わせて、センサーの位置を杭先端から160cmまでの範囲内で変化させて(ただしセンサー位置の地盤中における深度は一定)実験を行った。この結果、周面摩擦は杭軸の位置によりほとんど変化せず、載荷速度が大きいほど大きくなった。その量は載荷速度0.001mm/sに対して10mm/sでは約2倍となった。
また、杭周辺の土の変形、特にダイラタンシーによる体積膨張や圧縮の影響を明らかにすることを目的として、杭材と粘性土の一面せん断試験を行った。粘性土の、せん断中に体積変化が許される場合と体積変化を許されない場合の摩擦挙動が異を調べるため、定圧と定体積の一面せん断試験を行った。杭材は一般的なコンクリート既製杭を想定してモルタルとし、粘性土はカオリンとした。、杭材の中央には、せん断面の過剰間隙水圧を計測するため間隙水圧計を取り付けた。この結果、定体積せん断では、せん断速度によらずせん断強度が一定であるのに対して、定圧せん断では、せん断速度が速いほど、負のダイラタンシーによる過剰間隙水圧の発生によりせん断強度が低下した。また、せん断速度が速い場合は、定体積せん断試験のせん断強度と一致した。
模型杭の貫入を行った地盤についても粘性土の一面せん断を行ったが、載荷速度が遅いと負のダイラタンシーを示し、載荷速度が速いと正のダイラタンシーを示した。この試験においても載荷速度が速いほどせん断強度が上昇するという模型杭と同様の結果が得られた。これらの実験から、杭と粘性土のせん断時のダイラタンシー特性が周面摩擦の速度依存性を決定する要因の一つであることが分かった。
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