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本研究は、都市直下に起こる強い地震動による地盤の液状化とライフライン構造物被災との相互関係メカニズムと、それら構造物の終局耐力について明らかにすることを目的とする。とくにライフライン構造物の耐震設計に必要な地盤剛性や継手剛性などのパラメータと構造物の終局耐力との関係と、地盤変状対策効果に関する基礎資料を蓄積し、それらに基づく合理的な対策手法の評価手法と耐震設計手法の開発を目指すものである。
まず、飽和砂層模型地盤とパイプ模型を砂箱中に設置して液状化実験を実施し、パイプ表面のせん断ひずみと加速度及び間隙水圧などを計測して、液状化過程におけるパイプ-地盤間の地盤ばねの非線形復元力持性について検討した。また液状化時の地盤変状として永久変位に関する模型実験を行い、永久変位の解析手法及び、これを入力とするパイプの地震応答解析手法を構築した。これらの実験では振動締固めによる対策を行う場合も検討した。以上の解析手法は、地盤を2次元FEMでモデル化し、有効応力解析に基づいて永久変位を解析するものであり、また上記の模型実験の結果より得られる有効応力に対する地盤ばね定数の特性に基づいて、パイプを弾性床上のはりとして、液状化時の永久変位を受ける場合の応答を解析するものである。以上の解析手法を用いて設定したモデル地盤及びパイプの数値計算結果より、強震時の地盤液状化がライフライン構造物の応答へ与える影響及び耐震設計に重要となる終局強度等のパラメータについて検討するとともに、液状化の対策工法がそれらのパラメータに及ぼす影響についても検討を試みているが、この点は、次年度以降の課題として残された。
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