砂地盤中の杭の水平抵抗に関する基礎的研究〜微小の変位から大変位に至る杭のp-y関係のモデル化〜

沙地桩水平阻力的基础研究 - 桩从微小位移到大位移的 p-y 关系建模 -

基本信息

批准号：
09750570
负责人：
神田政幸
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
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：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750570/
关键词：
杭水平抵抗 p-y curve 砂地盤 p-y関係地震時

项目摘要

本研究では,砂地盤中の単杭のp-y関係に及ぼす地盤の相対密度Dr,杭径Dの影響を明らかにし,現行設計法で用いられるバイリニア型p-y関係との比較を行う目的として,単杭のp-y関係を直接計測することができる分割杭を開発し,水平載荷実験をnGの遠心力場内で実施した.この結果以下の結論を得た.(1) 初期地盤反力係数k_<hi>は換算杭径nDの増加と共に低下する応力レベルによる寸法効果を有し,この寸法効果はDr=85%で顕著に見られ,相対的にDr=60%では影響は小さい.(2) 同様に極限地盤反力P_<max>にも換算杭径nDの増加に伴い低下する寸法効果が存在し,Dr=85%の方がDr=60%より顕著である.(3) 相対密度60%,85%および10mm<換算杭径nD<500mmの範囲において,単杭のp-y関係を双曲線型p-y関係でモデル化することにより,少なくとも杭径の20%杭頭水平変位まで単杭の水平載荷実験をシミュレート可能である.(4) バイリニア型p-y関係は設定変位量以上では,杭頭水平変位,最大曲げモーメントおよびその位置を過小評価する.(5) 初期地盤反力係数は地盤の弾性係数に比例し,弾性係数に与える地盤の相対密度,歪みレベル依存性および杭径の影響を考慮することによって算出可能である.(6) 極限地盤反力は杭前面に土くさびを仮定した極限平衡法およびφ‘の応力依存性を取り込みことによって算出可能であるが,特に相対密度の小さな場合には,土くさびの形成が困難となり,地盤内で発揮されるφ'は小さくなる.Terzaghiの提唱したφ'=tan^<-1>(2/3tanφ')を用いることにより良好な結果を得た.

在这项研究中，我们阐明了地面的相对密度DR和桩直径D对桑迪地面中单个桩的P-Y关系的影响，并将它们与当前设计方法中使用的双线性P-Y关系进行比较，分裂桩可以直接测量单个桩，单个桩的P-Y关系，并在NG Centrifugal Field中进行水平载荷实验。该结果是以下结论：（1）最初的地面反应系数K_ <hi>由于应力水平而降低，随着转化后的桩直径ND的增加而降低，其尺寸效应在DR = 85％，并且在DR = 60％时相对较小。（2）同样，尺寸效应随着转换后的桩直径ND的增加而降低，而DR = 85％的效果比DR = 60％更为明显。（3）通过建模单桩与双重桩头水平直径的p-y关系至少在60％，85％和10 mm的相对密度范围内至少20％的桩直径<等效桩直径nd <500 mm，可以模拟堆积的单位孔堆积20％的水平堆孔，可以模拟水平载荷实验。（4）双线性p-y关系低估了桩头的水平位移，最大弯矩及其位置在高于设定的位移量的水平上。（5）初始地面反应系数与地面的弹性模量成正比，可以通过考虑地面相对密度，应变水平依赖性和桩直径对弹性模量的影响来计算。（6）可以通过结合φ'的应力依赖性来计算最终的地面反应力，该φ'假设土壤楔形在桩的前面，并结合φ'的应力依赖性，但是当相对密度较小时，当相对密度很小时，很难形成土壤楔形，并且在地面中施加φ'Sexpers变得更小。通过使用Terzaghi提出的φ'= tan^<-1>（2/3tanφ'）获得良好的结果。