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中間層支持杭の鉛直支持力特性に関する研究

遠心模型実験とシミュレーション解析

堀井 良浩*1・渡邊 徹*1・長尾 俊昌*1

中間層に支持される杭の沈下挙動を把握するために模型杭の鉛直載荷実験を遠心加速度場で中間層の厚さを変えて多数実施した。前報に続き本報では,実験結果を追加して整理するとともにシミュレーション解析を行った。本研究により得た知見をまとめれば以下に示す通りである。
(1) 第2限界抵抗力(杭径の10%の沈下)時の杭先端荷重度は,中間層の厚さが杭径の3倍を下回ると低下し,直接基礎における2層地盤の支持力式に基づく既往式による推定値よりやや大きめとなる。
(2) 杭の先端抵抗と周面摩擦抵抗を非線形ばねで表現した有限要素法によるシミュレーション解析により,中間層に支持される杭の沈下挙動の評価が可能である。

キーワード:  杭,支持力,沈下,中間層,鉛直載荷実験,遠心模型実験

*1 技術センター 建築技術研究所 建築構工法研究室

Bearing Behavior of Vertically Loaded Piles on Thin Bearing Layers

Centrifuge Modeling and Simulation Analyses of Piles on Bearing Layers of Various Thickness

Yoshihiro HORII *1, Toru WATANABE *1 and Toshiaki NAGAO *1

Both centrifuge modeling and simulation were used to investigate the bearing behavior of vertically loaded piles on thin bearing layers of various thicknesses. The following conclusions were reached:
(1)Bearing capacity of a pile tip when the settlement reached 10% of the pile diameter decreased as bearing layers became thinner less than 3 times the diameter, and they were a little larger than estimates from a previously -proposed relationship.
(2)The results of simulation using a finite element method with non-linear springs representing characteristics of the shaft and the tip resistance modeled the features of a vertically loaded pile on a thin bearing layer well.

Keywords:  pile, bearing capacity, settlement, thin bearing layer, vertical loading test, centrifuge model test

*1 Building System and Material Research Section, Building Engineering Research Institute, Technology Center