環境に優しい施工性に優れた部分拡幅杭の性能設計に関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

部分拡幅杭は,フリーオーフニングロッドと呼はれるロッドを使用して作製される現場改良杭で,中小規模な農業水利施設などの基礎への適用が可能であると考えられる.しかしながら,支持メカニズムについて解明されていないのが現状である.本研究の目的の一つは,凹凸形状をもつ部分拡幅杭の傾斜載荷時における支持機構の解明と極限支持力を算定することである.その基本的な支持機構を杷握するために,拡幅形状の異なる金属製模型を用いた水平と傾斜載荷実験ならびにDEM解析をそれぞれ実施した.さらに,本実験ならびに解析結果から,水平土圧の深度方向分布を仮定し,傾斜載荷時の水平極限支持力について算定を行った.その結果,水平載荷時において,水平方向の投影面積が大きい杭が最も大まな支持力を発揮することがわかった.また傾斜載荷時においては,鉛直荷重の増加に伴う凸部底面の押込みの効果により,水平支持力が増加することがわかった.さらに,凸部底面の押込みの効果を考慮した提案土圧分布は,実測の土圧分布を精度よく表現した.さらに,部分拡幅杭より環境負荷が小さい木材杭の使用が望まれているが,支持機構について未解明な点が多い.そこで,部分拡幅杭との比較を目的として,木材杭の打設時に注目し,打設時地盤内挙動についてDEMを用いて検討を行った.その結果,テーパーの有無に関わらず,貫入に伴い粒子は地表面に向かう方向に移動する.また,テーパーの有無が地盤粒子移動に与る影響は本解析条件下において小さいことがわかった.テーパー角がつことにより,粒子間の法線方向に大きな接触力が地盤内で発揮されることがわかった.さらに,法線方向の接触力の水平成分に注目すると,テーパー角がつくことで,より顕著な違いがみられることがわかった.