制振構造「地盤改良複合杭基礎形式」の開発に関する研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15360243
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 竹宮 宏和 岡山大学, 環境理工学部, 教授 (10026156)
• 研究分担者: 橋本 光則 岩水開発(株) 技術部, 主任研究員 ; 室野 剛隆 (財)鉄道総合研究所 構造物技術開発事業本部 基礎, 土構造, 副主任研究員 ; 鈴木 茂之 岡山大学, 自然科学研究科, 助教授 (00183418)
• キーワード: 複合杭基礎形式 / 基礎の性能設計 / 非線形動的解析 / シミュレーション / 地盤改良 / ハニカムWIB / フィールド実験 / 制振機構

研究概要

本研究は、レベル2強震時の杭基礎の非線形動的解析をとおして、橋梁基礎の性能設計から見た耐震設計上の知見と、地盤改良杭を本来の杭体の周辺地盤へ併用した複合杭基礎形式の水平保有耐力を増強する新設計法の提案に関するものである.
コンピュータ・シミュレーション
橋梁構造物を対象に群杭基礎と周辺地盤の動的非線形相互作用解析から、上部構造の影響を考慮した杭体応答としての靭性率、エネルギー吸収度を評価して性能設計を図る.
杭基礎応答の制振機構を杭体周辺の地盤改良化を伴うWIB(Wave Impeding Barrier)は、研究代表者が提唱する防振工法である.そのときの形状、諸元、物性に関して、コンピュータ・シミュレーションを実施した.WIBが地震入力動とのキネマチックな相互作用で周波数帯域でのフィルター作用を発揮し、基礎への入力を制御することができることを杭基礎へ応用したものである.
コンピュータプログラムにより地震時の制振効果を評価するための3次元モデルによるコンピュータ・シミュレーションを実施した.その際、視点をキネマチックな相互作用と上部構造からの慣性力による相互作用を識別して、それぞれにおける振動の低減効果を算定した.
フィールド実験
起振機による調和振動実験から,ソイル杭のハニカム・セル構造の形状効果による剛性増加,タイヤ・シュレッドとセメントおよび廃土混合による中詰め部分の調和振動におけるひずみを計測し,周辺にハニカム・セル構造がある場合と無い現地地盤の場合の地盤の振動性状を調べた.

研究成果

• [文献書誌] Hirokazu Takemiya: "Geotechnical and Structural Seismic Design/地震動に対する地盤や構造物の耐震技術"地盤工学会誌(土と基礎). No.51 3月号. 1-3 (2003)
• [文献書誌] Hirokazu Takemiya: "Simulation of track-ground vibrations due to a high-speed train : the case of X-2000 at Lesgard"JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION. Vol.261. 503-526 (2003)
• [文献書誌] Hirokazu Takemiya, Bian Xuecheng: "Vibration Simulation of a Rail-Sleeper-Ballast Systems on Layered-Ground under Train Loads"Journal of Structural Engineering. Vol.49A. 309-316 (2003)
• [文献書誌] Hirokazu Takemiya: "Field vibration mitigation by honeycomb WIB for pile foundations of a high-speed train viaduct"Soil Dynamics and Earthquake Engineering. Vol.24. 69-87 (2004)
• [文献書誌] Hirokazu Takemiya, Jorge Shimabuku: "Mitigation of train-induced vibrations by honeycomb WIBs around foundation/on wave field"The Proc.Of The 11^<th> International Conference on Soil Dynamics & Earthquake Engineering, The 3rd International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering. Vol.2. 897-904 (2004)
• [文献書誌] Bian Xuecheng, Hirokazu Takemiya: "Analysis of Viaduct Vibration Generated by Train Loads with Coupled Soil-Structure Interaction"The Proc.Of The 11^<th> International Conference on Soil Dynamics & Earthquake Engineering, The 3rd International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering. Vol.2. 861-868 (2004)
• [文献書誌] Hirokazu Takemiya: "Environmental Vibration Prediction, Monitoring and Evaluation"Hirokazu Takemiya. 485 (2003)