・ノンブルは、仮なので、通しセンター・ノンブル－123－の形式とする

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しげじろうかんけ
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1 1. の鉛直載荷試験の区分 1.1 地盤工学会基準におけるの鉛直載荷試験土木や建築の基礎構造として用いらている基礎の鉛直支持力性能を確認するためにの鉛直載荷試験 ( 以下載荷試験 ) が実施されます載荷試験は原位置試験の一つでの鉛直支持力特性を調べる試験方法です実の支持力を測定することからの支持力を確認するのに最も信頼性の高い方法です以前は載荷試験と言えば載荷試験のことでしたしかし最近は急速載荷試験や衝撃載荷載荷試験と呼ばれる動的なを使う動的載荷試験が普及してきています地盤工学会においては 2002 年に 6 種類の載荷試験方法が基準化されています試験の区分はまずの性質により載荷試験と動的載荷試験に分けられますさらに, 載荷試験は載荷方向と載荷位置により押込み試験引き抜き試験鉛直交番載荷試験および先端載荷試験に分けられます動的載荷試験はの載荷の違いにより急速載荷試験と衝撃載荷試験に分けられます表 1-1 に地盤工学会で基準化されているの鉛直載荷試験方法の種類を示します本稿では入門編として実施する機会の多い表中の頭に押込み方向に載荷する押込み試験 (SLT: Static Load Test) 急速載荷試験 (RLT: Rapid Load Test) および衝撃載荷試験 (DLT: Dynamic Load Test) についてそれぞれの特徴および適用性について説明します表 1-1 の鉛直載荷試験の種類載荷試験 : ゆっくりのの鉛直載荷試験の種類動的載荷試験動的 : 速い種類押込み試験引抜き試験交番載荷試験先端載荷試験急速載荷試験衝撃載荷試験基準載荷方向載荷位置加力装置 JGS 押し込み JGS 引抜き JGS 押込み引抜き両方 JGS JGS JGS 動的 (0.1s 程度 ) 動的 (0.01s 程度 ) 押し込み押し込み押し込み頭頭頭先端頭頭油圧シャッキ油圧シャッキ油圧シャッキ油圧シャッキ重錘 + 軟クッション反力体慣性力ハンマー重錘載荷イメ l ジ - 1 -

2 1.2 動的による地盤の挙動鉛直載荷試験はの性質によって区分されます押込み試験はなを掛ける載荷試験であり急速載荷試験と衝撃載荷試験は動的なを掛ける動的載荷試験です図 1-1 に示すようになとは油圧ジャッキなどによって掛ける長いのです動的なとはの短いです現在国内では重錘を頭に落下させて動的を作り出していますさらに急速載荷と衝撃載荷の違いは動的載荷でも載荷が比較的長い場合が急速載荷で短い場合が衝撃載荷です重錘落下方式による動的試験は油圧ジャッキを用いる押込み試験と比較して装置が簡易でありも費用も経済的です打ち込みのように施工ハンマーを載荷装置として用いることが出来れば非常に安価に試験を実施できますこの経済性の良さが動的載荷試験を普及させる要因となっています一方の性質の違いによって載荷中のの周りの地盤の抵抗状態と体の挙動が異なり動的載荷試験の結果を載荷試験と全く同じとして扱うことは出来ません以下に出来るだけ平易に動的による挙動について説明します載荷急速載荷衝撃載荷載荷数 min~ 数 hour 0.1s 程度 0.01s 程度図 1-1 載荷 (1) 地盤の抵抗状態 (a) 地盤のダンピング抵抗地盤の抵抗状態はなに対してはな地盤抵抗が発現され動的なに対してはとは異なる動的な地盤抵抗が発現されます載荷時に動的な地盤抵抗を発現するか否かが載荷と動的載荷の区分になりますな地盤抵抗状態では変位に依存する抵抗のみが発現しますしかし動的なを受けた場合は地盤には変位に依存する抵抗に加えてダンピング抵抗と言われる速度に依存する抵抗が発現します速度に依存する抵抗の例としては水に飛び込むときの抵抗をイメージして下さいプールに梯子を使ってゆっくり入る場合はほとんど抵抗を受けません一方高い飛び込み台から飛び込んだ場合は強い抵抗を受けますこの抵抗は人が速度を持って水にぶつかることから生じますが地盤に速度を持って貫入する場合にも同様の速度に依存する抵抗が発現されますこのような動的な抵抗をバネでダンピング抵抗をダッシュポットで表現すると単純なモデルでは載荷時の地盤の抵抗はバネのみ ( 通常は地盤の破壊状態を表すプラスチックスライダーを直列につなげる ) で動的載荷時はバネとダッシュポットの並列モデルで表現されます ( 表 1-2) 地盤の動的な抵抗には他にも加速度に依存する抵抗や間隙水圧に依存する抵抗がありますが現状は全部ひっくるめてダッシュポットでモデル化しています - 2 -

3 表 1-2 に作用する地盤抵抗モデル動的 ( 急速, 衝撃 ) モデルフラスチックスライターハネフラスチックスライターハネタッシュホット ( 粘性減衰 + 逸散減衰 ) 抵抗関係抵抗抵抗 (b) 間隙水圧の影響粘性土地盤に施工されたに対して動的なを載荷した場合上記のダンピング抵抗とは別に地盤中の間隙水圧の影響があると言われています図 1-2 は動的を受けた場合の先端の地盤を模式的に表したものですの先端が地盤に大きな速度で動的に貫入する場合に砂のような透水性の高い地盤では貫入中に間隙水圧の消散が進み発現される抵抗は土の抵抗のみとなります一方粘土のような透水性の低い地盤では貫入中に間隙水圧の消散がされず発現される抵抗は土の抵抗に間隙水圧の抵抗が加わることになります実際のの先端地盤の破壊挙動は図のように単純ではなく未だ解明されていませんが粘土地盤中のに対する動的載荷試験結果がより大きくなるという報告やの先端地盤の透水性能に依存して動的試験の結果が試験より大きくなるという報告が有ります地盤抵抗のみ砂地盤 ( 透水性が高い ) 地盤抵抗 + 過剰間隙水圧粘土地盤 ( 透水性が低い ) 図 1-2 載荷試験時の間隙水圧の挙動のイメージ - 3 -

4 (2) 体の挙動な載荷状態では体の挙動はな力の釣り合い状態となります床上に立てた棒 ( ) の頭にな圧縮力を加えた場合は先端も同じ圧縮力が発生し応力分布は等分布です ( 全圧縮状態 ) 一方非常にの短いである動的 ( 衝撃 ) を頭に加えた場合は頭に加えた圧縮力が先端に伝わるまでにが掛かるために頭と先端で生じる応力が異なる現象が起きますこのように載荷中に応力の不均一となる状態を波動現象と呼びます短のの波が体を行ったり来たりしている現象です体に波動現象が起きるとの各部の動きが異なることになります動的であっても比較的長いを載荷する急速載荷試験では, 体の波動現象は起こらず載荷と同様に等分布の応力状態になりますただし急速載荷時には体全体が速度を持つことからその際に生じる加速度による体の慣性力が生じます慣性力とは電車などの乗り物で動きだした時に体がぐらっとさせられる力で加速度質量で表されます応力分布応力分布急速載荷衝撃載荷図 1-3 載荷中の体の応力分布全体の速度全体の速度載荷急速載荷衝撃載荷図 1-4 載荷中の体の挙動のイメージ - 4 -

5 (3) ~ 曲線載荷中の地盤抵抗状態や体の挙動が異なれば載荷試験で得られる ~ 曲線も異なります載荷の場合はな抵抗との関係曲線ですが急速載荷の場合はな地盤抵抗に加えて動的な地盤抵抗および体全体の慣性力が加わり ~ 曲線が膨らむ形になります衝撃載荷の場合は体の挙動が波動現象を伴いますので頭と発現される地盤の抵抗力が相関しない状態となりいわゆるきれいな ~ 曲線は描けません急速衝撃図 1-5 ~ 曲線上記の地盤抵抗体の挙動の違いについてまとめると表 1-3 と図 1-6 になります載荷中の現象地盤抵抗表 1-3 載荷中の現象の違い載荷の種類動的押込み急速衝撃変位に依存する抵抗有り有り有り体挙動速度, 加速度に依存する抵抗過剰間隙水圧全圧縮状態体を一質点とみなした慣性力波動現象無し有り有りほぼ無し有り有り ( 粘性土 ) ( 粘性土 ) 全圧縮全圧縮ならない無し有り一体でない無し無し有り - 5 -

6 載荷急速載荷衝撃載荷載荷数 min~ 数 hour 0.1s 程度 0.01s 程度体挙動全圧縮全圧縮波動現象地盤抵抗 + 動的 + 動的急速衝撃 ~ 曲線図 1-6 載荷中の現象の比較 (4) 相対載荷載荷急速載荷および衝撃載荷は載荷の長さにより区分されると述べましたが同じ載荷のであってもが長いほど圧縮力が先端まで伝達するのにを要し波動現象が生じ易くなります反対に短ければ圧縮力が短で先端まで達しますので波動現象が生じ難くなりますしたがって波動現象が起こるかどうかの載荷の長さは絶対的なの長さではなく体の長さに対する相対的な長さとなります地盤工学会の基準ではこの相対的な長さを相対載荷として定義しています具体的には相対載荷は, 載荷の中に応力波が体を往復できる回数で定義されます相対載荷の定義を Tr= T ( 2L c ) 式 1.1 よび図 1-7 に示しますまた基準の中で相対載荷による載荷の区分を表 1-4 に示します - 6 -

7 Tr= T ( 2L c ) 式 1.1 T : 載荷 2L/c : 応力波が体を 1 往復する L: 長 c : 縦波伝搬速度載荷 T L 応力波 Tr=4 2L/c 2L/c 2L/c 2L/c 図 1-7 相対載荷の定義表 1-4 相対載荷による載荷の区分載荷の区分相対載荷 Tr 500 急速 500 > Tr 5 衝撃 5 > Tr 相対載荷を具体的にイメージするために図 1-8 に示す三角形状のを例にして考えますこれらの三角形状のが頭に入力されの頂点が頭に差し掛かった時点での体の応力分布を図 1-9 に示します厳密には先端からの反射があるので図とは異なりますがこれを見れば相対載荷が長いほど応力分布が条件に近づくことをイメージできると思います - 7 -

8 載荷 SLT 相対載荷 Tr 図 1-8 相対載荷の異なる軸力分布 0.5 SLT 図 1-9 相対載荷が異なる場合の応力分布の比較長い短い応力分布 ( 波動現象 ) 応力分布 ( 全圧縮 ) - 8 -

杭の事前打ち込み解析

杭の事前打ち込み解析株式会社シーズエンジニアリングはじめに杭の事前打込み解析 ( : Pile Driving Prediction) は, ハンマー打撃時の杭の挙動と地盤抵抗をシミュレートする解析方法である打ち込み工法の妥当性を検討する方法で, 杭施工に最適なハンマー, 杭の肉厚材質等の仕様等を決めることができる < 特徴 > 杭施工に最適なハンマーを選定することができる杭の肉厚材質等の仕様を選定することができる