2013 Fiscal Year Annual Research Report

激震域における直接基礎の水平抵抗・支持力と上部構造物の極限応答

Research Project

Project/Area Number	24360228
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	田村修次京都大学, 防災研究所, 准教授 (40313837)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	時松孝次東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (50134846)
Project Period (FY)	2012-04-01 – 2016-03-31
Keywords	直接基礎 / 水平抵抗 / 極限支持力 / 極限応答 / 大地震
Research Abstract	基礎部の根入れがあるケースでは、地震時土圧が建物の応答に大きく影響すると考えられる。しかし、基礎根入れ部に作用する地震時土圧の知見は限られている。H25年度は、まず、水平震度（地盤加速度）の向きが地震時土圧に及ぼす影響を検討した。地震時土圧における地盤変位と基礎部変位の大小関係に基づいて、基礎根入れ部に作用する地震時土圧の水平震度の向きを推定する手法を提案した。同じ相対変位・水平震度でも水平震度の向き（地盤変位と基礎部変位の大小関係）によって、土圧係数が大きく異なることを示すとともに、理論土圧合力と遠心載荷実験で得られた実測値を比較して提案手法の妥当性を示した。次に基礎部に作用する全ての相互作用力（底面の摩擦力・底面鉛直力、主働受働面の土圧・壁面摩擦力、側面の土圧・摩擦力）が計測される模型を用いた大型遠心実験のデータを検討した。この模型は実大スケールで9m×9mあり、現実の建物に近い大きさである。一般的には、根入れが深い方が建物の地震時応答は小さくなると考えられいる。しかし、本実験では、根入れの浅いケースでは転倒モーメントの極大値が存在し、入力波の振幅を大きくしても上部構造物の応答が頭打ちになった。一方、根入れが深いケースでは、入力加速度とともに上部構造物の応答も大きくなった。すなわち、入力波が大きくなると根入れの深い建物応答が大きくなった。また、相互作用力を詳細に検討したところ、主働受働面の土圧合力が底面摩擦力と逆方向に働く現象が計測された。これらのメカニズムはさらに検討を続ける予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 基礎根入れ部に作用する地震時土圧のメカニズムを明らかにするなど、概ね順調に進展している。動的相互作用が建物応答に及ぼす影響を定量的に示す実験を試みたものの、振動台の制御に問題があることが分かった。そのため、計画以上の進展には至らなかった。
Strategy for Future Research Activity	現在、動的相互作用が建物応答に及ぼす影響を定量的に示す実験を企画している。その実験は、振動台の制御がポイントになる。今後、民間の高性能の遠心載荷実験装置を用いて実験を行う予定である、
Expenditure Plans for the Next FY Research Funding	振動台制御の精度に限界があり、次年度、より高性能の振動台を用いることとしたため。民間の遠心載荷実験装置を用いて実験を行う。