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先端拡底杭のケーソン構造物基礎への適用を考えて、風・波浪・流れなどの不規則な外力作用下の耐波安定性及び耐震性に影響を及ぼす諸要因を定量的に把握し、基礎的な設計資料を得るために、本年度は以下に示す研究を遂行した。
1.波浪外力作用下のケーソン構造物の耐波安定性に影響を及ぼす諸要因の解明
2.強震動作用下のケーソン構造物、杭基礎及び周辺地盤の応答特性の把握
まず、1.について、捨て石マウンド上のケーソン構造物に作用する波圧実験においては、波圧測定と同時にケーソンの変位やその周辺地盤の変形挙動、流速分布及び間隙水圧の測定を行った。この測定結果を用いて、杭基礎上に設置されたケーソン構造物の3次元動的応答解析を行い、ケーソンの耐波安定性に直接影響を及ぼすと考えられるケーソンの変位及び波圧特性に含まれる衝撃成分及び定常成分の特性を調べた。その結果、ケーソン構造物の変位応答を左右するケーソン構造物に作用する波や流れによる不規則な外力が有する振動数特性に注意を払う必要がある。また、杭基礎を用いることにより、海底地盤表面における間隙水圧の消散による沈下を抑えることができるため、壁体底面に空洞が生じる可能性が小さくなることがわかった。
2.の研究については、海底地盤の特性を考慮したケーソン-杭基礎-地盤の連成系に対して、兵庫県南部地震の強震動記録を用いた有効応力に基づく地震時時刻歴非線形応答解析により、ケーソン構造物や杭基礎の変位、杭基礎周辺地盤における応力・間隙水圧の応答を有効応力に基づく液状化解析プログラムを用いて耐震性の定量的な評価、とくに液状化対策工の観点より行った。その結果、杭基礎上のケーソンの残留変形については、軽量処理土を用いた土圧軽減工法による液状化対策を行った場合、ケーソンの海側への滑り出しや傾斜は非液状化土に置換する固化処理土の場会に比べて小さくなることがわかった。
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