| 研究課題/領域番号 |
15K06194
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
安 同祥 早稲田大学, 理工学術院総合研究所(理工学研究所), 客員上級研究員(研究院客員教授) (20530588)
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| 研究分担者 |
清宮 理 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50298139)
林 偉偉 早稲田大学, 理工学術院, 准教授(任期付) (60623585)
依田 照彦 早稲田大学, 理工学術院, 名誉教授 (70112993)
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| 研究期間 (年度) |
2015-10-21 – 2018-03-31
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| キーワード | 模型振動実験 / 連続地震 / 地盤液状化・再液状化 / 地盤・構造物相互作用 / 橋台耐震補強 |
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| 研究実績の概要 |
地震時不安定地盤の挙動およびその地盤内にある抗土圧構造の橋台と基礎構造物の耐震性能を評価するために、2016年度は地震時液状化が生じる不安定地盤とその中に設置した鋼管杭を有する橋台について模型実験を実施した。2015年度の数値解析結果に基づき加振装置の能力を考慮し1/30の縮尺で模型を設計した。また、橋台の経済且つ有効な耐震補強工法を開発するために実験は水中振動台にて既設構造（無補強）とグラウンドアンカーによって補強した構造の２つ模型に同時加振した。模型地盤は飯豊砂、杭基礎はアルミパイプ、フーチング・竪壁および上部構造は鋼板で製作した。地盤の液状化・再液状化および連続地震動により地盤・構造物への影響を調べるために実験入力は「道路橋示方書・同解説」に示すレベル１、レベル２タイプ１およびタイプ２の３種類の波形で６ケースとした。不安定地盤と基礎構造物との相互作用、不安定地盤および基礎構造物の変形・耐荷メカニズムを再解明するために構造物の変位・加速度・ひずみ、地盤の加速度・間隙水圧・地盤表面の変状および補強アンカーの張力に加え杭に作用する土圧も土圧計で直接計測した。
実験結果によれば地震で一度液状化が生じた地盤はその後の地震たびにまた液状化が生じた。構造物に作用する偏土圧・生じるひずみが度なる地震によって蓄積した。橋台のグラウンドアンカーによる補強で構造物の応答値特に上部構造位置での応答水平変位は大きく低減した。また、昨年度実施した数値解析結果によれば地盤の液状化は橋台の基礎の応答値を増大するが竪壁の断面力を低減する傾向がある。即ち、地震時不安定となる恐れがある地盤に設置した構造物の最大応答値は必ず地盤が液状化したケースで決定される事ではない。
次年度は模型実験結果のシミュレーション、不安定地盤の液状化、再液状化およびそれによる構造物の安全性への影響の数値解析法を検証する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度の実験のため2014年度は色々な数値解析を行った。実験模型の設計、製作、測定項目および入力地震動・加振ケースについては数値解析の結果に基づいて十分検討を行ったため昨年度の研究はおおむね順調に進展していた。
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| 今後の研究の推進方策 |
2017年度は前年度で実施した模型実験結果のシミュレーション、不安定地盤の液状化、再液状化およびそれによる構造物の安全性への影響の数値解析法の提案、耐震補強効果の数値解析法での再現法の提案、提案する数値解析法にて部材が損傷した基礎構造物の耐震性能および補強効果の検証としている。SOILPLUS・FLIP・T-DAPなどのソフトウェアを用いて有効応力・全応力地震応答解析法によって計算モデル及び計算パラメータの妥当性を検証する。特にモデル化にあたっての地盤モデル（液状化・流動化を考慮する場合）の設定方法、三次元効果を確認する。解析法・解析モデルおよびパラメータの妥当性の検証結果に基づいて数値解析法を提案する。数値解析上各パラメターの特性および地盤・構造物の応答への影響を十分把握し、適切な構造および地盤のモデルを構築するのは重要である。実験結果に踏まえて影響するパラメターを十分検討して解析モデルを構築する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
実験計画を再度見直したことによって生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度の解析用数値模型の作成に使うとしている。
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