A proposal for estimation of friction pile-unsaturated ground interactions using model test and numerical analysis

本研究では，静的載荷条件下で不飽和地盤における杭と土の相互作用に着目し，実験的及び解析的に杭と不飽和地盤の挙動を把握することが目的とする。そのため，今年度は不飽和土の模型実験装置を提案し，地盤飽和度の変化が杭の支持力特性に及ぼす影響を模型実験による検討を行った。具体的には，吸引法により異なる初期サクションを持つ均一な模型地盤を作成し，模型杭の貫入試験，静的単調・準静的繰り返し載荷試験を実施し，杭の貫入・養生・供用過程において地盤のサクション変化をマイクロテンションメーターにより計測した。特に，模型地盤の初期状態を把握するために，初期サクションと初期含水比を計測し，コーン貫入試験を行った。本研究で提案してきた不飽和模型地盤の作成方法は，模型実験レベルで地下水位面の変動が地盤の力学特性・水理学特性に与える影響を精度良くに再現することが確認できた。また，不飽和地盤における杭の鉛直支持力および荷重-沈下曲線の初期剛性は，飽和地盤における杭に比べてより大きい値を示し，不飽和土の有効応力理論を適用することで，杭の支持力特性をより正確に評価する可能性が示唆された。さらに，信頼性のある数値実験を行うために，杭貫入に常に発生する有限変形も考慮に入れる解析手法の確立が不可欠である。変形が地盤材料の水分特性曲線に及ぼす影響を調べるために，保水性試験とサクション一定の圧密試験を行った。その結果，異なる種類の土であっても，一定のサクション下では，飽和度と間隙比がほぼ線形であることが分かり，提案してきた水分特性曲線モデルの有効性を検証した。

本研究では，静的載荷条件下で不飽和地盤における杭と土の相互作用に着目し，実験的及び解析的に杭と不飽和地盤の挙動を把握することが目的とする。そのため，今年度は不飽和土の模型実験装置を提案し，地盤飽和度の変化が杭の支持力特性に及ぼす影響を模型実験による検討を行った。具体的には，吸引法により異なる初期サクションを持つ均一な模型地盤を作成し，模型杭の貫入試験，静的単調・準静的繰り返し載荷試験を実施し，杭の貫入・養生・供用過程において地盤のサクション変化をマイクロテンションメーターにより計測した。特に，模型地盤の初期状態を把握するために，初期サクションと初期含水比を計測し，コーン貫入試験を行った。本研究で提案してきた不飽和模型地盤の作成方法は，模型実験レベルで地下水位面の変動が地盤の力学特性・水理学特性に与える影響を精度良くに再現することが確認できた。また，不飽和地盤における杭の鉛直支持力および荷重-沈下曲線の初期剛性は，飽和地盤における杭に比べてより大きい値を示し，不飽和土の有効応力理論を適用することで，杭の支持力特性をより正確に評価する可能性が示唆された。さらに，信頼性のある数値実験を行うために，杭貫入に常に発生する有限変形も考慮に入れる解析手法の確立が不可欠である。変形が地盤材料の水分特性曲線に及ぼす影響を調べるために，保水性試験とサクション一定の圧密試験を行った。その結果，異なる種類の土であっても，一定のサクション下では，飽和度と間隙比がほぼ線形であることが分かり，提案してきた水分特性曲線モデルの有効性を検証した。