ボックスカルバートの地震時設計 浮き上がりの検討. 設計条件 () 設計地震動 地震動 レベル () 概要図 400 3900 3000 3000 4000 (3) ボックスカルバート条件 ) 寸法諸元形状 内幅 B(mm) 内高 H(mm) 頂版厚 T(mm) 底版厚 T(mm) 左側壁厚 T3(mm) 右側壁厚 T4(mm) 外幅 B0(mm) 外高 H0(mm) 頂版ハンチ高 C(mm) 底版ハンチ高 C(mm) ) コンクリートの材料条件材料名単位重量 γc(kn/m 3 ) 30 4.50 標準タイプ 項目規定寸法 3000 3000 400 4000 3900 P CIVIL SOFT DEVELOPMENTS CO.,LTD
(4) 埋設条件 地表標高 GL-(m) 土被り H(m) 0.00.50 3.300.900.800 0. 深度 (m) 地表面 0. 8.000 7.000 3.300 5. 8. 6.000 7.000 4.000 3.900.50. 6.000 0.700 4.000 7.000 4.700 (5) 土質条件調査名 Bor.. 深度 (m) (m) 土質 区分 地下水位以下 (kn/m 3 ) 単位体積重量 大気中 (kn/m 3 ) 水中 (kn/m 3 ) 内部 摩擦角 φ( ) 静止土圧係数 K 粘着力 C 3 4 5 6 0.000~ 0. 0. 砂質土 8.000 8.000 9.000 0.0 0. 0.000 0.~ 3.300.800 砂質土 7.000 7.000 8.000 4.0 0. 0.000 3.300~ 5..900 粘性土 6.000 6.000 7.000 0.0 0. 8.000 5.~ 8. 3.300 砂質土 7.000 7.000 8.000 7.0 0. 0.000 8.~0.700. 粘性土 6.000 6.000 7.000 0.0 0..000 0.700~4.700 4.000 砂質土 7.000 7.000 8.000 8.0 0. 0.000 P CIVIL SOFT DEVELOPMENTS CO.,LTD
(6) 液状化の判定 3 4 5 土質区分 液状化判定 0. 砂質土 非液状化.800 砂質土 非液状化.900 粘性土 非液状化 3.300 砂質土 液状化. 粘性土 非液状化 (7) 設計条件平均 FL 安全率 FL Fs 0.477. P 3 CIVIL SOFT DEVELOPMENTS CO.,LTD
. 浮き上がりに抵抗する力 () 上載土の荷重 上載土の荷重は 次式より求める WS = B0 Σ(γt h) WS : 上載土の荷重 (kn/m) γt : (kn/m 3 ) h : (m) ここで Σ() は 8.000 0. 9.000 7.000.000 7.000 6.000 よって 上載土の荷重 WS は 以下のようになる WS = 4.000 6.000 = 04.000(kN/m) () ボックスカルバートの自重 ボックスカルバートの自重は 次式より求める WB = (B0 H0 - B H) γc WB : ボックスカルバートの自重 (kn/m) H0 : ボックスカルバートの外高 H0 = 3.900(m) B H : ボックスカルバートの内高 H = 3.000(m) γc : コンクリートの単位体積重量 γc = 4.(kN/m 3 ) : ボックスカルバートの内幅 B = 3.000(m) よって ボックスカルバートの自重 WB は 以下のようになる WB = (4.000 3.900-3.000 3.000) 4. = 6.700(kN/m) (3) 上載土のせん断抵抗 上載土のせん断抵抗は 各毎 ( 液状化は除く ) に次式により求める [ 砂質土 礫質土 ] QS = Σ(K σv' h tanφ) [ 粘性土 ] QS = Σ(C h) QS : 上載土のせん断抵抗 (kn/m) K : 静止土圧係数 σv': 上載土中央での h : (m) φ : せん断抵抗角 ( ) C : 粘着力 P 4 CIVIL SOFT DEVELOPMENTS CO.,LTD
) 深度 0.000(m)~0.(m) の砂質土について 上載土中央での σv' は σv' 8.000 0. 9.000 4. 4. よって このでの上載土のせん断抵抗 QS は 以下のようになる QS = 0. 4. 0. tan0.000 = 0.89(kN/m) ) 深度 0.(m)~.(m) の砂質土について 上載土中央での σv' は σv' 8.000 0. 9.000 9.000 7.000.000 7.000 9.000+7.000/=7. 7. よって このでの上載土のせん断抵抗 QS は 以下のようになる QS = 0. 7..000 tan4.000 = 7.79(kN/m) 3) 上載土のせん断抵抗 上載土のせん断抵抗 QS は 以下のようになる 土質区分 せん断抵抗角 φ( ) 粘着力 C 静止土圧係数 K σv' せん断抵抗 QS(kN/m) QS 砂質土 0. 0.000-0. 4. 0.89 QS 砂質土.000 4.000-0. 7. 7.79 8.6 (4) ボックスカルバート側面の摩擦抵抗 ボックスカルバート側面の摩擦抵抗は 各毎 ( 液状化は除く ) に次式により求める [ 砂質土 礫質土 ] QB = Σ(K σv' h tan 3 φ) [ 粘性土 ] QB = Σ(C h) QB : ボックスカルバート側面の摩擦抵抗 (kn/m) K : 静止土圧係数 σv': ボックスカルバート側面中央での h : (m) φ : せん断抵抗角 ( ) C : 粘着力 P 5 CIVIL SOFT DEVELOPMENTS CO.,LTD
) 深度.(m)~3.300(m) の砂質土について ボックスカルバート側面中央での σv' は σv' 8.000 0. 9.000 9.000 7.000.000 7.000 9.000+7.000=6.000 7.000.800 30.600 6.000+30.600/=4.300 4.300 このでのボックスカルバート側面の摩擦抵抗 QB は 以下のようになる QB = 0. 4.300.800 tan( 3 4.000) =.37(kN/m) ) 深度 3.300(m)~5.(m) の粘性土について このでのボックスカルバート側面の摩擦抵抗 QB は 以下のようになる QB = 8.000.900 = 68.400(kN/m) 3) 深度 5.(m)~5.400(m) の砂質土について このは液状化のため ボックスカルバート側面の摩擦抵抗 QB3 は考慮しない 4) ボックスカルバート側面の摩擦抵抗 ボックスカルバート側面の摩擦抵抗 QB は 以下のようになる 土質区分 せん断抵抗角 φ( ) 粘着力 C 静止土圧係数 K σv' 摩擦抵抗 QB(kN/m) QB 砂質土.800 4.000-0. 4.300.37 QB 粘性土.900-8.000 - - 68.400 QB3 砂質土 0. 液状化 89.77 3. ボックスカルバート底面に作用する揚圧力 () 静水圧による揚圧力 ボックスカルバート底面に作用する静水圧による揚圧力は 次式より求める US = γw (ZB - Hw) B0 US : ボックスカルバート底面に作用する静水圧による揚圧力 (kn/m) γw : 水の単位体積重量 γw = 0.0(kN/m 3 ) ZB : ボックスカルバート底面の深度 ZB = 5.400(m) Hw : 地表面からの地下水位 Hw = 3.30(m) よって ボックスカルバート底面に作用する静水圧による揚圧力 US は 以下のようになる US = 0.0 (5.400-3.30) 4.000 = 84.000(kN/m 3 ) P 6 CIVIL SOFT DEVELOPMENTS CO.,LTD
() 過剰間隙水圧による揚圧力 ボックスカルバート底面に作用する過剰間隙水圧による揚圧力は 次式より求める UD = Lu σv' B0 UD : ボックスカルバート底面に作用する過剰間隙水圧による揚圧力 (kn/m) LU : 過剰間隙水圧比 LU = FL -7 (FL ) LU = (FL<) σv': ボックスカルバート底面と同じ深さの土中の FL : 平均 FL 値 FL = 0.477 ボックスカルバート底面と同じ深さの土中の σv' は ( 粘性土は除く ) σv' 8.000 0. 9.000 7.000.800 47.600 4 8.000 0..600 合 計 58. 過剰間隙水圧比 LU は Lu =.000 よって ボックスカルバート底面に作用する過剰間隙水圧による揚圧力 UD は 以下のようになる UD =.000 58. 4.000 = 3.800(kN/m) 4. 浮き上がりに対する安全率 浮き上がりに対する安全率は 次式より求める Fs = WS + WB + QS + QB US + UD WS : 上載土の荷重 WS = 04.000(kN/m) WB : ボックスカルバートの自重 WB = 04.000(kN/m) QS : 上載土のせん断抵抗 QS = 8.6(kN/m) QB : ボックスカルバート側面の摩擦抵抗 QB = 89.77(kN/m) Fs : 上載土の荷重 US : ボックスカルバート底面に作用する静水圧による揚圧力 US = 84.000(kN/m) UD : ボックスカルバート底面に作用する過剰間隙水圧による揚圧力 UD = 3.800(kN/m) よって 浮上がりに対する安全率 Fs は 以下のようになる Fs = 04.000 + 6.700 + 8.6 + 89.77 84.000 + 3.800 =.49. - O.K - P 7 CIVIL SOFT DEVELOPMENTS CO.,LTD