2014 Fiscal Year Annual Research Report
極大地震時における杭の損傷過程の解明と杭基礎建物の耐震性能評価法の開発
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14J00725
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中野 尊治 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 地盤ばね / 杭基礎 / 地震被害 / 三次元FEM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
逼迫する南海トラフ巨大地震や大都市直下地震では、耐震設計の想定を上回る極大地震動の発生が予測されている。大地震時の杭基礎建物の耐震安全性を保障するためには、上部構造だけでなく杭基礎も含めた高耐震化および耐震性能評価が重要となる。しかし、杭基礎の損傷過程は地盤－杭－上部構造連成系の強非線形のため極めて複雑であり、その全容は解明されていない。そこで本研究では、杭基礎建物模型を用いた実証実験とシミュレーション解析の両面から杭基礎建物の損傷過程を解明するとともに、その成果を踏まえて杭応力評価法の高精度化を図る。
本年度はその端緒として、杭どうしが近接しているため水平抵抗メカニズムが特に複雑となる群杭基礎に着目し、三次元FEMを用いた静的水平加力解析により杭周地盤抵抗の非線形性を詳細に検討した。その結果、群杭基礎では一本一本の杭で杭周地盤の水平抵抗メカニズムが異なるために、杭応力が杭ごとに異なることを明らかにした。また、杭周地盤抵抗への影響因子として杭本数、杭間隔、および加力方向に着目してパラメトリック解析を実施し、各因子が杭周地盤抵抗に及ぼす影響を明らかにした。
また、解析で得られた成果を実証することを目的として群杭基礎建物の模型振動実験を計画し、実験で用いる試験体の設計・作製を行った。本実験では杭一本一本で異なる杭周地盤抵抗を精度良く把握するため、杭を弾性体、上部構造を剛体とした試験体を使用する。試験体のパラメータは杭本数、杭間隔、および加力方向とした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
交付申請書に記した内容のうち、解析的検討については上述の成果を得られ、日本建築学会の発表会に投稿することができた。実験については進行がやや遅れているものの、試験体の設計がほぼ終了している。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、本年度に計画した実験を実施し、群杭基礎の杭周水平地盤抵抗を実証的に把握する。また、本年度の研究では杭自体の非線形性を考慮しなかったが、杭の損傷を考慮した杭周水平地盤抵抗についても実験・解析の両面から検討を行う。
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Research Products
(6 results)
