水平力を受ける場所打コンクリート群杭の終局限界状態に関する基礎的研究

现浇混凝土群桩水平力极限状态基础研究

• 批准号: 05750472
• 负责人: 木村 亮
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyoto 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750472/
• 关键词: 水平力; 場所打コンクリート杭; 終局限界状態; 遠心模型実験; 骨組構造解析; 3次元弾塑性FEM; 杭体のモーメント; 地盤の変形状態

本研究では,幾何学的・力学的相似則を満足する鉄筋コンクリート杭を作成し,遠心力載荷装置を用いた単杭と2本群杭模型実験を実施し,杭体と地盤が破壊に至るまでの水平抵抗挙動と,周辺地盤の変形特性を明かにした。さらに,従来の設計法を拡張した簡便法と共に3次元弾塑性有限要素法を開発し,終局限界状態挙動の解析法を検討した。1.場所打コンクリート杭の遠心載荷実験(1)直径2.5cmの鉄筋コンクリート杭を作成し,50gの遠心加速度の基で水平載荷試験を実施し,杭体と地盤が破壊に至るまでの挙動を把握した。その結果,杭頭変位量が杭径の15%付近で終局状態となり,杭体の最大曲げモーメント,クッラクの発生位置および地盤反力分布を確認した。(2)前面がガラス板の半断面土槽で,色砂法と寒天膜法により杭周辺地盤の変位状況を検討し,杭前面の受働領域と杭背面の主働領域の存在を大まかであるが確認した。(3)単杭と直列2本群杭の比較により,大変形時の群杭効果と各杭に作用する水平荷重の分担割合および曲げモーメント分布の相違を把握した。2.数値解析手法の開発(1)地盤を地盤反力係数k値を用いたバイリニアモデルとし,杭体の剛性低下をトリリニアモデルで近似した簡便な骨組構造解析を開発し,現在までに実施された現場載荷試験に適用し実験結果を定量的に説明可能であることを示した。また各種ケーススタディーによって,限界状態設計法の方向付けを行った。(2)水平力を受ける杭の変形パターンを表現するためには,最終的には3次元効果を考慮する必要があり,複雑な弾塑性構成式を組込だ3次元有限要素法を作成し,上記現場載荷試験結果を解析した。杭体の非線形特性を適切に表現できるモデルの必要性を示した。今後は1.の遠心模型実験結果を本手法で精力的に解析し,限界状態設計法への基礎資料とする必要がある。

In this study, the geometric and mechanical similarity principle is used to construct the steel structure, and the remote force loading device is used to implement the group model. The horizontal resistance movement of the body and the ground is changed to the horizontal resistance movement, and the shape characteristics of the surrounding ground are clearly explained. In this paper, the simple design method and the finite element method of three-dimensional plasticity are developed, and the analytical method of final boundary state is discussed. 1. The telecentric load of the site was measured.(1) The steel bar with a diameter of 2.5 cm was prepared. The horizontal load test of 50g telecentric acceleration was carried out. The vibration of the site was controlled. As a result, the initial displacement is 15% of the initial diameter, the final state is 15% of the initial diameter, the maximum displacement is 15% of the initial diameter, the initial position is 15% of the initial diameter, and the reaction force distribution is confirmed. (2)In front of the half-section soil trough, the color sand method and the cold sky film method are used to investigate the position of the surrounding site, and the existence of the receiving area in front of the Hangzhou and the main area on the back of the Hangzhou is confirmed. (3)Comparison of the two groups in series, large deformation of the group effect, the role of the horizontal load sharing and distribution of the curve to grasp the contradiction 2. The development of numerical analysis method (1) The application of ground reaction coefficient k value to the stiffness reduction of the body is discussed. The simple structural analysis of the bone structure is developed. Now it is necessary to carry out the field load test and apply the results to the quantitative explanation. All kinds of design methods are implemented in the direction of boundary state design. (2)The horizontal force is calculated by the three-dimensional finite element method. It is necessary to show the non-linear characteristics of the body properly. In the future, the results of the telecentric model are analyzed in detail, and the basic data of the boundary-state design method are necessary.