激震時に基礎構造物に働く土圧の評価

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09450202
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 時松 孝次 東京工業大学, 工学部, 教授 (50134846)
• キーワード: 土圧 / 水平地盤反力係数 / 中空三軸試験 / 地震 / 基礎構造 / 主働土圧 / 受働土圧 / 杭

研究概要

試料要素のひずみ速度比(鉛直・側方・体積・せん断ひずみ速度間の比)を制御することで、主働状態から受働状態までの応力変位関係・土圧が測定できる中空三軸試験用ひずみ制御型載荷装置を開発した。これを用いた実験から、任意の応力下における土圧係数が、ひずみ速度比と内部摩擦角により統一的に表現できることを示し、その結果に基づいてランキン、クーロンの土圧理論を拡張して、正規圧密状態における土の主働状態から受働状態までの任意の応力下における土圧式を示し、既往の土圧実験結果と比較することで、提案式の有効性を示した。さらに、提案理論を拡張し、地震時における土の主働状態から受働状態までの任意の応力下における土圧式を示し、その応用として、地中埋設物に働く土圧の評価法、基礎根入れ部に働く土圧の評価法、擁壁に働く土圧の評価法を示し、種々の土圧実験結果との比較から評価法の有効性を示した。
液状化側方流動地盤での基礎根入れ部と杭基礎に働く土圧を評価するため、杭の変形モードや破壊モードが分かっている事例について、応答変位法により基礎部に働く土圧を逆算した。その結果、液状化層の水平地盤反力係数の低減率は非液状化層の概ね1/20-1/5程度、水平地盤反力の最大値は全応力のおおむね1/2-1程度であること、液状化層上部に位置する非液状化層から基礎根入れ部に働く土圧は、上部構造からの慣性力、杭基礎の剛性と地盤の変位量に依存し、抵抗側の受動土圧から、加力側の受動土圧まで変動することを示した。

研究成果

• [文献書誌] 時松孝次: "兵庫県南部地震時の液状化に伴う地盤変位が杭被害に与えた影響" 第33回地盤工学研究発表会. 2分冊の1. 1009-1010 (1998)
• [文献書誌] 時松孝次: "側方流動を受けた杭基礎の事例解析に基づく土圧の推定" 第3回都市直下地震災害総合シンポジウム. 213-214 (1998)
• [文献書誌] Jian-Min ZHANG: "Evaluation of Earth Pressure Under Any Lateral Deformation" 地盤工学会論文報告集. Vol.38 No.1. 15-33 (1998)
• [文献書誌] Jian-Min ZHANG: "Seismic Earth Pressure Theory for Retaining Walls under Any Lateral Displacemen" 地盤工学会論文報告集. Vol.38 No.2. 143-163 (1998)
• [文献書誌] 時松孝次: "地盤の液状化・側方流動による被害事例および設計への展開-建築構造物" 地盤の液状化および流動講習会資料. 42-57 (1998)
• [文献書誌] 時松孝次: "側方流動による基礎被害" 第10回日本地震工学シンポジウム/テーマセッション. 135-140 (1998)
• [文献書誌] Jian-Min ZHANG: "Earth Pressures on Rigid Walls During Earthquakes" ASCE,Geotechnical Earthquake Engrag.and Soil Dynamics 3rd Conf.Vol.2. 1057-1070 (1998)