砂地盤中の杭基礎の繰返し水平載荷挙動に関する実験的研究と土の構成モデルの開発

沙地基桩基水平循环荷载性能试验研究及土本构模型开发

• 批准号: 12750441
• 负责人: 若井 明彦
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750441/
• 关键词: 杭基礎; 水平支持力; 模型実験; 弾塑性; 有限要素法; 斜面; 土の構成則; 地盤反力

単杭および群杭に対して一連の水平載荷試験を行い、基礎の水平抵抗の発揮メカニズムや各杭の荷重分担率の変化、フーチング回転の問題などを系統的に明らかにするため、一連の室内模型実験を実施した。特に、近年、送電線基礎として広く用いられる深礎(短杭)について、山岳部に施工された場合を想定して水平抵抗特性を調べる実験を行った。斜面近傍の短杭の水平支持力特性は種々の極限地盤反力分布モデルが提案されているが、その妥当性を実験的に検討するため、乾燥砂により模型斜面を作製し、その斜面肩近くにアルミニウム製の模型杭(短杭)を設置して水平載荷する一連の試験を行った。基礎のタイプは単杭と4本群杭の各ケースである。斜面から基礎までの距離を変化させた検討、載荷高さを変化させた検討などを併せて実施して、その抵抗特性をとりまとめた。以上と平行して砂の繰返し載荷履歴を考慮した構成モデルを構築し、三次元弾塑性有限要素法による数値解析を用いて各実験ケースの結果をシミュレートすることを試みた。初めに杭基礎を含まない土のみの場合に本構成モデルが有効であるか検証するため、盛土の地震時挙動の数値シミュレーションを行った。他機関の盛土の動的遠心模型実験結果を引用して、その再現を行ったものである。一方、上述のような短杭の模型実験の結果を三次元弾塑性有限要素法により再現することも試みた。模型実験で実測された現象の力学的機構(地盤内の応力分布、杭に発生する曲げひずみの分布など)の解釈を目的とした。その結果、解析は模型実験の結果を定量的によく再現し得ることが確認された。今年度の実験的、解析的研究を通じて、斜面近傍の短杭の水平支持力に影響を与える要因(杭間隔、載荷高さ、斜面からの距離など)に関する様々な知見を得た。本課題の成果の一部は海外の国際会議等において発表した。

A series of horizontal load tests were carried out on the ground, the horizontal resistance of the foundation was evaluated, the load sharing ratio of each ground was changed, and the problem of return of the ground was solved. In particular, in recent years, the transmission line foundation and the use of deep foundation (short hang) in the middle of the mountain, the construction of the situation to determine the horizontal resistance characteristics of the adjustment The horizontal support force characteristics of the slope near the slope are the limit ground reaction force distribution, the proposal, the suitability of the test, the dry sand, the model slope control, the slope shoulder near the model hang (short hang), the setting of the horizontal load and the continuous test. The foundation of the four groups of Hangzhou each The distance between the slope and the foundation is changed, the load is changed, the resistance is changed, and the resistance is changed. The results of the three-dimensional plastic finite element method are analyzed in detail. In the case of initial earthquake, the foundation of the earthquake is included in the earthquake. The result of telecentric model of dynamic state of other organs is quoted and reproduced. The results of the three-dimensional plastic finite element method are reproduced in this paper. The model is used to measure the mechanical mechanism of the phenomenon (the distribution of forces in the ground and the distribution of forces in the ground) and to solve the problem. The results of the analytical model are quantitatively reproduced and confirmed. This year's thorough and analytical study has revealed the effects of short horizontal support forces near inclined surfaces on the main factors (spacing, load height, distance between inclined surfaces). Part of the results of this project are presented at international conferences overseas.

项目成果

Akihiko Wakai,Keizo Ugai and Masayoshi Sato: "Finite element simulation for dynamic centrifuge test of a simple slope"Proc.10th International Conference of the Association for Computer Methods and Advances in Geomechanics. Vol.2. 989-992 (2001)

Akihiko Wakai、Keizo Ugai 和 Masayoshi Sato：“简单斜坡动态离心测试的有限元模拟”Proc. 计算机方法与地质力学进展协会第十届国际会议。

Akihiko Wakai,Keizo Ugai,Masayoshi Sato and Takashi Tazo: "Numerical analysis for seismic behavior of a slope based on a simple cyclic loading model"4th International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Siol Dynamics.

Akihiko Wakai、Keizo Ugai、Masayoshi Sato 和 Takashi Tazo：“基于简单循环荷载模型的斜坡地震行为数值分析”第四届岩土地震工程和 Siol 动力学最新进展国际会议。

Jorge A. Martinez Mesen, Keizo Ugai, Fei Cai, Akihiko Wakai: "3D elasto-plastic FE analysis of piles subjected simultaneously to horizontal soil displacements and lateral forces at the pile head"Proc.5th International Conference on Deep Foundation Practic

Jorge A. Martinez Mesen、Keizo Ugai、Fei Cai、Akihiko Wakai：“同时承受水平土位移和桩头侧向力的桩的 3D 弹塑性有限元分析”Proc.5th International Conference on Deep Foundation Practical

Kwang-Seok Chae, Keizo Ugai, Akihiko Wakai: "Three-dimensional finite element studies of the behavior of short pile subjected to lateral load near a sandy slope"Journal of the Korean Geotechnical Society. Vol.17,No.3. 41-50 (2001)

Kwang-Seok Chae、Keizo Ugai、Akihiko Wakai：“沙坡附近短桩承受横向荷载行为的三维有限元研究”韩国岩土工程学会杂志。

Kwang-Seok Chae, Keizo Ugai, Akihiko Wakai: "The influence of a slope upon the lateral resistance of a deep foundation"Proc.5th International Conference on Deep Foundation Practice. 151-158 (2001)

Kwang-Seok Chae、Keizo Ugai、Akihiko Wakai：“坡度对深基础横向阻力的影响”Proc. 第五届国际深基础实践会议。