地盤改良による沿岸中層建物の耐津波補強工法の開発・検証に繋がる杭の引抜き試験

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21K04245
• 研究機関: 国立研究開発法人防災科学技術研究所
• 研究代表者: 河又 洋介 国立研究開発法人防災科学技術研究所, 地震減災実験研究部門, 主任研究員 (90740994)
• 研究分担者: 中澤 博志 静岡理工科大学, 理工学部, 教授 (20328561)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 地盤の液状化 / 杭の引抜き抵抗 / 建物の津波耐力

研究実績の概要

令和３年度は，令和４年度に実施予定の杭の引抜き試験の準備を行った。実施項目を以下に示す。１）地盤材料の選定および物性・液状化特性試験，２）引抜き試験の計画策定，３）策定した計画に基づいて，必要な資機材の確認と手配。１）については，地震後に津波の襲来が想定されており，津波避難タワーも設置されている静岡県磐田市の海浜公園内で地盤材料を採取した。採取したサンプルについて，最大・最小密度試験，粒度試験，土粒子の密度試験，液状化試験等の室内試験を実施した。試験の結果，細粒分含有率が35.7%と高めだが，非常に液状化強度が低い，「地震時に液状化する可能性のある細粒分質砂」であることが明らかとなった。この結果を基に，引抜き試験で用いる地盤材料として，適していると判断した。２）については，異なる間隙水圧条件下における，模型地盤の貫入抵抗試験，模型杭に作用する水平応力の計測，引抜き抵抗の計測の3段階の実験計画を策定した。各実験結果を基に，間隙水圧条件ごとに，杭の摩擦係数を評価する。また，地盤工学会の年次学術講演会に，実験計画に関する論文を投稿した（発表は令和4年度）。一方，引抜き装置は，引抜き・押込みの二方向載荷か，引抜きのみ載荷かの検討を行ったが，詳細設計までは至っていない。３）については，策定した実験計画に基づいて，貫入試験機やセンサーの員数確認および手配を行った。また，引抜き試験で使用する土槽および水槽の状況確認を行う等，令和4年度に実施予定の実験の準備を行った。

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

当初の令和３年度の研究計画では，用いる地盤材料の選定，試験装置の選定・設計および試験計画の策定を実施することとしていた。上記の研究実績と比較して，試験装置の詳細設計までは進んでいないものの，実験計画を策定し，必要な資機材の事前手配を進めた。総合的に判断して，おおむね当初計画どおりに進捗している。

今後の研究の推進方策

令和４年度は，液状化試験を実施した地盤材料を用いて，引抜き試験を実施する。実施予定項目を以下に示す。１）引抜き装置の詳細設計・製作，２）模型杭の作製・計測機器の設置，３）異なる間隙水圧条件における，模型地盤の貫入試験，４）異なる間隙水圧条件における，杭模型表面に作用する水平応力の計測，５）異なる間隙水圧条件における，杭の引抜き抵抗の計測。また，実験結果を学会等で発表し，成果展開を進める。令和５年度は，実験で得られたデータを基に，様々な条件下における杭の摩擦を評価する。算出された摩擦をパラメータとして，杭基礎に支持された構造物のプッシュオーバー解析を行う。異なる条件下における構造物の耐津波耐力を評価して，条件ごとに適した対策工法を提案する。