Development of seismic response model for piles and foundation girders considering strong ground motion and ground displacement

考虑强地震动和地面位移的桩基梁地震响应模型的开发

基本信息

批准号：
21H01477
负责人：
宮本裕司
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Fukui University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、前年度において解析的に検討した逆断層変位を受ける杭基礎の地震被害発生メカニズムを検証するために、乾燥砂による模型地盤と模型杭杭基礎による逆断層変位の静的載荷実験を実施した。その結果、逆断層変位を受ける地盤において、下盤側では、断層変位発生位置からの距離によって地盤の水平および鉛直変位は異なり、断層変位発生位置に近いほど地盤変位が大きくなること、下盤側に杭が存在する場合、断層変位に伴う地盤変位の影響を受けて杭には応力が発生すること、基礎梁が存在する場合には、基礎梁の変位拘束効果が生じるため、断層変位発生位置から遠方の杭で合っても大きな曲げモーメントが発生することを明らかにした。解析検討では3次元弾塑性FEM解析により実験の解析を行った。傾斜基盤をもつ杭応答の分析では、振動台実験結果の詳細な分析と実大モデルを用いた幾つかのケースの解析から、大変形時の杭周地盤抵抗のモデル化について検討を加えた。実大モデルの解析では、R3に構築した三次元FEMモデルを実大建物スケールに拡張し、傾斜基盤上に建設された群杭基礎建物の静的解析を行った。その結果、模型振動台実験で見られたのと同様に、傾斜基盤上の短い杭の水平地盤反力は、均質な地盤のそれに比べ小さくなる可能性があることを明らかにした。福井地盤モデルを対象とした地震時地盤応答の評価では、過去の1948年福井地震での断層モデルを用いた地震動解析を3次元差分法を用いたハイブリッド法により行い、福井平野の地震動を計算した。実地震時の断層地盤変位や被害構造物の計測方法の検討では、昨年度に引き続きドローン搭載のカメラ映像等から被害状況を計測する方法の高度化を進めた。

今年，为了验证前一年解析分析的逆断层位移桩基震害产生机制，我们利用干砂模型地基和模型桩基础进行了逆断层位移静载试验。做过。结果，在受到反向断层位移的地面中，下侧地面的水平和垂直位移根据距断层位移发生位置的距离而不同，并且越靠近断层位移发生位置，地面越大如果断层处有桩。由于位移引起的地面位移的影响，桩内会产生应力，如果存在基础梁，则会产生限制基础梁位移的效果，因此即使距离断层位移位置较远的桩相遇，表明产生了大的弯矩。在分析研究中，使用三维弹塑性有限元分析对实验进行了分析。在分析倾斜基础桩的响应时，我们基于对振动台试验结果的详细分析和使用全尺寸模型的几个案例分析，研究了大变形期间桩周围地面阻力的建模。在全尺寸模型分析中，将R3中建立的三维有限元模型扩展到全尺寸建筑尺度，并对倾斜地基上建造的桩基建筑进行静力分析。结果表明，与模型振动台试验观察到的结果类似，倾斜地基上短桩的水平地面反作用力可能比均质地基上的水平反作用力小。为了使用福井地面模型评估地震期间的地面响应，我们使用 1948 年福井地震的断层模型，使用三维差分法的混合方法进行了地面运动分析，并计算了地震中的地面运动。福井平原。在研究实际地震期间断层地面位移和受损结构的测量方法时，我们从去年开始继续提高使用无人机摄像机图像测量损坏状况的方法的复杂性。