激震時の地盤と建物の動的相互作用を考慮した杭基礎の終局耐力と変形性能の評価

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350297
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 時松 孝次 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50134846)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 浅香 美治 清水建設株式会社, 技術研究所, 研究員 ; 木村 祥裕 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (60280997)
• Keywords: 地震 / 杭 / 相互作用 / 液状化 / 振動台実験 / 地盤反力 / 基礎 / 地盤変位

Research Abstract

本研究では、地盤と構造物との非線形動的相互作用を考慮して、杭基礎の終局耐力と変形性能を評価することで、基礎の限界状態設計法確立に資する資料を整備することを目的としている。そこで、防災科学技術研究所の大型振動台実験により、非液状化および液状化地盤における強震時の杭構造物系の挙動を把握するとともに、杭および地盤内に密に配置した、歪みゲージ、加速度計、間隙水圧計から、杭の水平地盤反力変位関係と、その影響要因を抽出し、杭の水平地盤反力係数および地盤反力変位関係のモデル、杭応力に与える上部構造からの慣性力と地盤変形の効果を適切に評価する方法について検討している。得られた結論は以下の通りである。
(1)液状化地盤における地盤反力係数は,地盤密度,間隙水圧,相対変位に影響を受ける。また、液状化後の地盤反力係数に影響を与える間隙水圧の変化は地盤密度,相対変位,入力レベルに依存する.これらの影響を考慮した地盤反力変位関係モデルは,実験における地盤反力変位関係を概ね捉えることができる。
(2)地盤が液状化するか否かにかかわらず、構造物固有周期が地盤の卓越周期より長い場合は地盤変位と慣性力の影響が同時に大きくなるのに対し,短い場合は両者の影響は同時には大きくならない.杭に発生する最大モーメント分布は、最大地盤変位のみが作用する時のモーメント分布と最大慣性力のみが作用する時のモーメント分布の単純重ね合わせか二乗和平方根として評価できる。

Research Products

• [Publications] 鈴木比呂子: "液状化地盤におけるダイレイタンシー特性が杭の水平地盤反力係数に与える影響"第11回日本地震工学シンポジウム. (CD-ROM). 8 (2002)
• [Publications] 古挽 翠: "大型振動実験に基づく地盤-杭-構造物系の動的相互作用評価(その1:乾燥地盤)"第38回地盤工学研究会. (発表予定). (2003)
• [Publications] 鈴木比呂子: "大型振動実験に基づく地盤-杭-構造物系の動的相互作用評価(その2:液状化地盤)"第38回地盤工学研究会. (発表予定). (2003)
• [Publications] 時松 孝次: "大型振動台実験に基づく液状化過程での杭の水平地盤反力変位関係のモデル化"日本建築学会構造系論文集. 559号. 135-141 (2002)
• [Publications] 田村 修次: "大型せん断土槽を用いた液状化実験における基礎根入れ部に加わる土圧合力と構造物慣性力の関係"日本建築学会構造系論文集. 559号. 129-134 (2002)
• [Publications] 時松 孝次: "実大杭の杭頭および地中水平載荷試験に基づく地盤反力変位関係"日本建築学会構造系論文集. 562号. 53-58 (2002)