サンドコンパクションパイルによる複合地盤の地震時安定性に関する研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63420041
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 木村 孟 東京工業大学, 工学部, 教授 (40016506)
• 研究分担者: 末政 直晃 東京工業大学, 工学部, 助手 (80206383) ; 竹村 次朗 東京工業大学, 工学部, 助手 (40179669) ; 中瀬 明男 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016686)
• キーワード: 地震 / 安定性 / 粘性土 / サンドコンパクションパイル / 模型実験 / 動式構造物 / 沈下

研究概要

SCPに関する既往の研究は、盛土荷重の安定性及び圧密に代表される静的問題に対するものが主であり、特に地震時の動的問題を対象とした研究はほとんどなされていない。本研究では、実物と同じ応力状態を再現できる遠心模型振動実験装置を用いて、改良幅、置換率の異なるSCPで改良した粘性土地盤に模型ケ-ソンを設置し、これに対して数種の水平震度の正弦波荷重による振動実験を行った。実験中計測した地盤内の間隙水圧挙動、ケ-ソンの沈下量及びケ-ソン底面の土圧、地盤、模型ケ-ソン上・下端の加速度応答及び地盤の変形挙動を基に、未改良も含めた改良条件並びに振動条件の違いが、SCPで改良された粘性土地盤の地震時挙動や安定性に与える影響について検討した。その結果得られた結論は、以下の通りである。則ち、
1)地震動を受けると応力分担比は低下するが、振動後それが回復する。応力分担比の変化は、過剰間隙水圧の発生、消散による砂杭の剛性の変化に起因するものと考えられる。
2)地震動を受けると、未改良地盤では変形が局所的に起きるのに対し、改良地盤では変形領域が広くなる。
3)入力加速度に対するケ-ソン下端の加速度応答則ち地盤の剛性は、振動初期においては未改良地盤に比べ高いが、地震による動的荷重を受けることにより著しく減少する。置換率が高く、改良幅が広い方が地盤の初期剛性が高く、また入力速度が大きい方が地盤の剛性の低下が早い。
4)静的安全率がほぼ等しい未改良地盤に比べ、SCP地盤の地震時沈下量は大きくなる。この振動による沈下量は、水平震度が大きいほど増加し、震度法による円弧滑り計算で得られる動的安全率とよい相関を示す。

研究成果

• [文献書誌] 宮本憲一,広岡明彦,末政直晃,木村孟: "粘性土地盤上の動式構造物の地震時安定性について" 土木学会第43回年次学術講演概要集. 3. 420-421 (1988)
• [文献書誌] 杜秀洋,広岡明彦,竹村次朗,木村孟,中瀬明男: "粘性土地盤の支持力特性に及ぼす地震荷重の影響" 第24回土質工学研究発表会講演概要集. 1. 925-926 (1989)
• [文献書誌] 神品英夫,末政直晃,杜秀洋,中瀬明男: "繰返し荷重を受けた粘性土の強度低下について" 第24回土質工学研究発表会講演概要集. 1. 837-838 (1989)
• [文献書誌] J.Takemura,T.Kimura,N.Suemasa: "Development of earthquake simulators at Tokyo Institute of Technology" 東京工業大学土木工学科研究報告. 40. 41-68 (1989)
• [文献書誌] 竹村次朗,杜秀洋,木村孟,広岡明彦: "構造物を有する粘性土地盤の地震時挙動" 土木学会第44回年次学術講演概要集. 3. 36-37 (1989)
• [文献書誌] 宮本憲一,末政直晃,竹村次朗,木村孟,中瀬明男: "サンドコンパクションパイルにより改良した粘性土地盤の地震時挙動に関する研究" 第25回土質工学研究発表会講演概要集. (1990)