| 研究概要 |
液状化過程における杭構造物地盤系の動的挙動を把握する目的で, 大型せん断土槽中に杭ー構造物ー地盤系模型を作成し, 水平振動実験を行なった. その際, 杭の曲げ剛性, 杭径, 入力波, 地盤密度, 液状化層厚を変化させてその動的挙動に与える影響を調べた.
地表面の振動台に対する加速度応答倍率のピークは, 液状化と伴に10Hz付近から1Hzへと移行し, その倍率を低下させている. これに対応して, 剛性の低い杭では, 杭頭加速度応答倍率は地表面と同様に変化している. 一方, 剛性の高い杭は液状化後, この杭ー構造物系の空中での固有振動数で振動し地盤と独立した挙動をしている. この結果, 加振中の地表面変位と杭頭変位は, 杭剛性の低い場合, 液状化全過程で一致しているのに対し, 高い場合, 液状化の進行に伴って杭頭変位が小さくなっている. これらの結果は, 液状化した地盤と杭構造物系の相互作用として説明できる. 地表面付近に地盤反力が低下しない非液状化層がある場合, 杭頭変位は地表面変位とほぼ一致した. このことは, 非液状化層が液状化層の上にあって大きな変位をする場合非液状化層により杭が強制変形させられる可能性を示している.
振動実験で生じた杭頭曲げモーメントの最大値と, その時刻付近で杭頭に発生した最大加速度を慣性力として杭頭に加えた時に生じる曲げモーメントの関係は, 特に剛性の高い杭で前者の方が大きく, 両者に良い相関が認められない. しかし, 各振動実験の地表面最大変位だけ杭頭を空中で静的に変位させた時に生じる曲げモーメントと振動実験で生じた曲げモーモントの最大値は良く一致している. このことは, 地盤の変形を予測することが液状化層を貫く杭の設計において重要であることを示している.
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