| 研究課題/領域番号 |
18K04421
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| 研究機関 | 室蘭工業大学 |
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研究代表者 |
永井 宏 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 助教 (70413797)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 新設杭 / 既存杭 / 埋戻し土 / 単杭 / 模型実験 / 支持力 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，既存杭の撤去後の埋戻し土に近接する新設杭の支持性能の評価を目的とし，模型実験と数値解析の両面から検討を行う．平成30年度は，円筒土槽内に作製した模型砂地盤にて既存杭の引抜き・撤去孔の充填の過程を模擬すると共に，新設杭の周辺地盤の一部分に埋戻し土が近接するケースを想定した模型杭の載荷実験を行った．施工過程の模擬に関する追加の予備検討を行った後，埋戻す充填砂の密度を因子とした模型杭の水平載荷実験から杭の水平抵抗に及ぼす影響について検討した．
模型杭には直径30 mm，肉厚1 mmの中空・閉端のアルミニウムパイプを用いた．杭の外表面は無加工で滑らかであり，内表面にひずみゲージを貼付した．試験体は，鋼製の円筒土槽の内部に空中落下法により所定の相対密度Dr≒60%を有する直径500 mm，高さ725 mmの模型砂地盤を作製し，模型杭を砂地盤の中心位置に根入れ長さ600 mmで設置した．また，密度を調整した充填砂を模型杭と中心間距離を0.5dずらし，かつ杭根入れ全長に渡って作製した．充填砂の相対密度は低密度（Dr≒40%），中密度（Dr≒60%），高密度（Dr≒95%）の3条件である．載荷は砂地盤面から60 mm上方の位置でスクリュージャッキを用いて，充填砂に面する側へ模型杭を一方向に変位制御で行った．
載荷実験の結果から得られた知見は以下の通りである．①杭頭での水平荷重－変位量関係は，杭近傍に位置する充填砂の密度による影響は小さかった．②周辺地盤と充填砂を含む1つの等価地盤で考えた場合，任意深度での杭の水平地盤ばねを表現する係数（塑性水平地盤反力，基準水平地盤反力係数，地盤ばねの非線形性を表す係数）は充填砂の密度によって5～10%程度の差異であった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
平成30年度では，施工過程の模擬に関する追加の予備検討は予定通り終了した．しかし，載荷試験に使用する計測機器にトラブルが生じたため，載荷試験の実施本数が当初予定よりも若干少なくなった．以上のことから，「若干の遅れ」と自己評価した．
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は，充填砂の配置や材料を変化させて埋戻し土が近接する新設杭の載荷実験を行い，支持性能に及ぼす影響を検討する．また，有限要素法を用いて新設杭，充填砂および周辺地盤を3次元的にモデリングし，載荷実験のシミュレーションを行う．その結果を踏まえて，埋戻し土が近接する新設杭の支持力機構と地盤の塑性化の進展に関して数値解析的に検討を行う．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）模型杭が想定よりも安価に製作できたこと，また実験データの検証・考察の観点から自らデータ整理を行うことで人件費を使用しなかったことで次年度使用額が若干生じた．
（使用計画） これらの金額と翌年度分として請求した助成金と合わせた使用計画としては，試験体の製作費用および数値解析ソフトウェアのライセンス料として使用することを計画している．
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