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杭基礎は、常時は、構造物からの下向きの鉛直荷重を支えている。地震時には、構造物慣性力によって、杭頭に水平荷重を受ける。それと同時に、構造物慣性力によって転倒モーメントが生じることで、押込み荷重、引抜き荷重を受ける。このような荷重下のもとでの、杭の挙動を検討するため、遠心載荷装置を用いて、杭の水平載荷試験を実施した。実験では、水平荷重と同時に転倒モーメントが杭に作用するように、載荷点を高い位置に設ける工夫をした。実験に用いた模型は1/30の縮尺のモデルであり、2×2の群杭の頭部がフーチングに剛接合されている。杭の間隔をパラメータとし、杭中心間距離が杭径の3.5倍、7倍の2パターンのモデルを作成した。遠心加速度は30Gであり、載荷は、杭体の弾性範囲内で行った。載荷中、杭のひずみ、フーチングの変位を計測し、実験結果より、以下を示した。
1) 杭間隔が狭くなると、杭間隔が広い場合に比べて水平変位、鉛直変位ともに大きくなった。これは、杭間隔が狭くなると、群杭効果により水平抵抗が小さくなるため、また、抵抗モーメントの回転半径が小さくなるためである。
2) 杭の水平変形が大きくなる地表近くでは、杭に生じる周面摩擦は、押込み杭(前方杭)に比べ、引抜き杭(後方杭)で小さくなった。この傾向は杭間隔が狭くなると顕著であった。これは、周面摩擦は面に作用する垂直応力に影響を受け、群杭内では、押込み杭(前方杭)より引抜き杭(後方杭)で、水平からの拘束が小さくなるためと考えられる。また、引抜き杭においても、深部になると周面摩擦は大きくなった。
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