周期的な荷重変動の影響を考慮した海洋構造物基礎の支持力評価手法の検討

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本研究は、100年に一度の確率で起こる嵐を想定した周期的に変動する波浪荷重が海洋構造物に作用した場合にも十分に対応できる合理的で実用的な海洋構造物基礎の支持力評価手法の確立とそのシステム化を目的としたものである。本研究で得られた成果をまとめると以下のようである。(1)海洋構造物基礎の支持地盤の変形特性の違いが、その支持力特性に及ぼす影響を明確にするために、まず土粒子の堅固なシリカ系の砂と土粒子の脆弱な2種類のカーボネイト系の砂を対象に三軸圧縮試験を行い、それらの力学特性を調べた。その結果、いずれの試料も強度定数には大きな違いは見られないものの、カーボネイト系の砂はシリカ系の砂に比べて圧倒的に圧縮性が大きく、またせん断過程における剛性も小さいことが明らかになった。(2)(1)で検討した試料を対象に新たに試作した載荷装置を用いて小さな模型杭の載荷実験を行った。その結果、(1)で調べた圧縮性の違いが、支持力特に先端支持力に大きな影響を与えることが示された。また、上載圧が等しくても初期の応力状態(土圧係数)が異なると、先端支持力と周面摩擦力は変動することも明らかにされた。(3)このような結果を基に、圧縮性を評価した簡便な先端支持力の予測手法を提案した。この手法は、ある特殊な場合従来の古典的な支持力公式に一致することから、利用価値は高いものと考えられた。