論文紹介清水建設が発表した論文をご紹介します。

地盤応答と基礎の被害

第62号1995年10月
淵本正樹、大槻明、福武毅芳

平成7年1月17日未明に発生した兵庫県南部地震は、典型的な直下型地震で阪神地区の臨海部では液状化現象により護岸、橋梁などの土木構造物そして倉庫、工場などの建築構造物も大きな被害を受けた。本報告では、埋立地盤に建設された杭基礎建物に着目し、杭基礎の被害メカニズムについて解析的に検討した。まず液状化を考慮した非線形地震応答解析を通して地震時の杭体の挙動を分析した。さらに液状化により剛性が低下した地盤の永久変形を推定し、地震応答解析結果と併せて杭基礎の健全性について考察した。また、ケーソン護岸や周辺地盤の変形についてもあわせて検討した。以下に検討結果をまとめる。

  • 検討対象構造物の基礎杭はその中間部および先端付近に被害を受けた可能性が高い。
  • 杭中間部の損傷は地盤の液状化によるものと考えられる。
  • 杭先端付近の損傷は液状化後の側方変形が大きな要因となっていると考えられる。
  • ケーソン護岸は地震後に生じた地盤の側方変位のみでなく、地震時の土圧と慣性力により、海側へ移動したものと推測される。

Analytical Exploration of Damage to Piles-structure System Caused by Liquefied Ground Motion near Quay Wall

by Masaki Fuchimoto, Akira Ohtsuki and Kiyoshi Fukutake

The January 17, 1995 Hyogo-ken Nambu Earthquake strongly shook the Hanshin districts along the coastline. The soil liquefaction caused serious damage to storehouses and buildings as well as other structures such as caisson-type quay walls and freeway bridges. The object of this study is to explore the reasons resulting in the failure of pile by which a structure is supported in the soft reclaimed ground. Based on results of observation on site, at first, the numerical analysis of non-linear earthquake responses has been performed to examine the dynamic behavior of the soil-pile-structure system during the shaking. Then, the permanent ground displacements due to post-liquefaction have been estimated, and the safety of the pile foundation against the earthquake has been assessed. Finally the failure of a caisson-type quay wall and the deformation behavior of its surrounding ground have been analyzed. The following main conclusions have been drawn from the analytical results.

  1. The pile are likely to be damaged at their tips and middle parts;
  2. The failure of the piles at their middle parts is considered to be attributed to liquefied surrounding soil;
  3. The failure of the piles at their tips may occur by the permanent ground displacement due to post-liquefaction;
  4. The cause of the large movement of the caisson-type quay walls towards sea seems to depend mainly on the large amplitude of inertia force and the earth pressure induced by the earthquake.

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