| 研究課題/領域番号 |
24560601
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
松本 樹典 金沢大学, 環境デザイン学系, 教授 (10143877)
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| 研究分担者 |
小林 俊一 金沢大学, 環境デザイン学系, 准教授 (10243065)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | パイルド・ラフト / 繰返し水平載荷 / 鉛直載荷 / 模型実験 / 砂地盤 / 杭の曲げモーメント / 杭のせん断力 / ラフトと杭の荷重分担 |
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| 研究実績の概要 |
平成26年度は，これまでに実施した，乾燥砂地盤における杭基礎模型（３本杭群杭，３本杭パイルド・ラフト基礎）の鉛直載荷実験と繰返し静的水平載荷実験，乾燥砂地盤における振動実験及び飽和砂地盤における振動実験の中から，乾燥砂地盤における静的載荷実験を対象として，解析的研究（シミュレーション解析）を主に実施した。
模型載荷実験の解析に先立ち，模型地盤に使用した砂の一連の三軸試験を行い，力学的パラメータを評価するとともに，その応力－ひずみ関係を再現できる構成モデルを選択した。最終的にHardening soil model (HS model) にによって，三軸試験で得られた砂の応力－ひずみ関係を広範囲の応力レベルで再現できることを確認した。
模型実験の解析では，単杭，ラフトのみ，群杭及びパイルド・ラフトの鉛直載荷，及び群杭及びパイルド・ラフトの水平載荷の解析を実施し，これらの解析結果と実験結果を比較・検討することにより，杭基礎の抵抗メカニズムを詳細に考察した。得られた主な知見は，以下の通りである。
(1) 密な砂地盤では，杭基礎の載荷に伴う砂のダイレタンシーによって，鉛直及び水平抵抗力が促進される。(2) ラフトから地盤に伝達される応力の増加による地盤の強度と変形係数が増大するため，ラフト下の杭の抵抗力が群杭に比べて増大する。(3) 地盤を介した杭－杭，杭－ラフト，ラフト－ラフトの相互作用は，大きな非線形性を示すため，大きな変形挙動の予測のためには，このことを考慮できる解析（設計）方法，例えば弾・塑性FEM，が有用である。(4) 模型実験及び解析結果から，パイルド・ラフトは，鉛直荷重，水平荷重，これらの組合せ荷重を受けるいずれの場合も，群杭に比べて優れた抵抗性能を有する。
以上の研究成果は，より合理的な杭基礎の設計に寄与できるものである。
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