裏込め荷重を有する杭基礎橋台の地震時安定性に関する研究

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本研究では,裏込め荷重を有する杭基礎橋台の地震時安定性を調べるために,特に,裏込めによる静的並びに動的な土圧の構造物への影響,液状化層厚,入力波の周波数特性等の影響に着目して,遠心模型振動実験を実施した。遠心模型振動実験では,豊浦砂を用いて相対密度が約50%の緩い砂地盤を作成し,その中央部に杭先を基盤に固定した杭基礎構造物を設置して,これをメチルセルロース溶液(50cSt)にて飽和させた後,構造物背後に硅砂にて裏込め盛土を行い,これを50gの遠心加速度場において正弦波を入力して加振した。実験はすべてで6ケース行い,裏込め荷重の有無,基礎地盤の層厚(12cm,9cm),橋台へ作用する土圧の有無,入力加速度波の周波数(100Hz,50Hz)をパラメータとして変えている。これより得られた知見は以下に示す通りである。(1)初期に水辺側地盤(裏込め反対側)が液状化することによって地盤の流動並びに杭の変位が蓄積され始める。この時の蓄積変位速度は非常に大きい。(2)構造物が共振することにより,杭に動的な大きな歪が生じる場合,偏載荷重を受ける地盤の側方流動も著しくなり,蓄積変位量も大きくなる。(3)杭に作用する地盤の側方流動圧は地盤剛性が著しく低下した領域では杭の変位過程によらずほぼ同じ大きさに収束する。また,そのときの地盤流動速度はほぼ一定である。(4)側方流動により生じる杭近傍における地盤の残留変位量は,地盤に入力されたエネルギーに大きく依存する。