信頼性理論に基づく杭の設計用支持力評価法に関する研究

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本研究は杭の支持力に関する力学的な解明と実務設計を念頭においた支持力評価法の開発を行うために、(1)載荷試験データに基づく極限支持力推定法の提案、(2)既存データの整理による静的支持力式の開発、および、(3)より精度の高い動的支持力式の開発とそれを用いた信頼性理論による打ち止め管理システムの開発、を試みている。(1)載荷試験データを用いた極限支持力の推定は従来、載荷試験データが破壊近傍まで与えられないと十分な精度で支持力を予測することは非常に難しい。本研究では、杭頭での荷重〜変形関係だけでなく荷重〜残留沈下関係を用いた極限荷重推定法を開発し、既存データの解析から本解析法の妥当性について検討した。本手法を用いると従来法に較べて極めて高精度に極限荷重を予測することが可能になる。(2)既存静的支持力式の考察に基づき、数多くの載荷試験データの統計的な解析から先端支持力と周面摩擦との分離を可能とする新しい静的支持力式を提案し、その工学的有用性を従来法との比較を用いて検証した。(1)、(2)については現在、その研究をとりまとめて土木学会論文集に投稿中である。(3)打ち込み時の杭の挙動を一次元波動方程式で記述し地盤の動的支持力を推定する方法を新しく提案した。本手法は光学式変位形を用いて杭頭波形を高精度にしかも比較的簡便に測定することが可能になったことに着目して、測定された杭頭波形を境界条件に用いて一次元波動方程式を厳密に解く方法である。載荷試験との比較による本解析法の妥当性についても検討した。研究成果は土質工学会による杭の打ち込み性および波動理論の杭への応用に関するシンポジウム論文集にて発表している。本研究では信頼性理論に基づく杭の打ち止め管理システムの開発を行っているが、サブシステムを含めて今後の研究が必要である。