JP3016012B2

JP3016012B2 - 水・土中振動台装置

Info

Publication number: JP3016012B2
Application number: JP9248635A
Authority: JP
Inventors: 満洲雄甲田
Original assignee: サンデン商事株式会社
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 2000-03-06
Anticipated expiration: 2017-09-12
Also published as: JPH1183666A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、水中、土中構造
物の地震時の挙動を再現できる水・土中振動台装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】防波堤や岸壁など水中に構造物が建設さ
れる場合、陸上構造物に比べ耐震設計はより複雑にな
る。それは、水との関わりが付加されることや、地盤の
液状化現象等を考慮しなければならないためである。

【０００３】わが国では、こうした水中構造物の地震時
の挙動を再現できる水中振動台装置がすでに実用化され
ている。

【０００４】図９及び図１０は、同装置の一例を模式的
に示したものである。図９は縦断面図、図１０は平面図
である。

【０００５】この装置は、水平加振機１と垂直加振機２
で加振される円形の振動台３を水槽４の底壁４ａに設置
し、水槽４の底壁４ａと振動台３の間の隙間に、その隙
間をシールしかつ振動台３の振動を吸収する弾性体から
なる吸振シール部材５を取り付けた構造になっている。

【０００６】水槽４は、基台６に設けられ、振動台３は
加振機１，２を介して基台６に装着され、基台６は基盤
７の値上に設置されている。振動台３の直径は、５．６
５ｍであり、水槽４は深さ２ｍで１５ｍ四方の槽であ
る。吸振シール部材５は、図１１に示すように、断面ハ
ット形になっていて、フランジ部５ａで凹部を上に向け
て水槽４の底壁４ａと振動台３に取り付けられている。

【０００７】装置の仕様は、振動台３に設置した構造物
８の水中における振動実験に適したものとなっている。
すなわち、地震動としての任意のランダム波の入力が可
能であり、既往の観測波形を振動台３上に再現できる。

【０００８】従来の水中振動台装置は、このような構成
となっているので、振動台３上に構造物８を設置し、水
槽４に水を張り、振動台３を加振すれば、そのときの条
件に応じた構造物８の水中における挙動を実験すること
ができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、水槽４の水を
抜いて、その中に構造物の地震となる土、砂、礫、水等
（以下、単に土という。）を入れて、地盤そのものの挙
動、例えば、液状化現象を実験したり、地盤上の構造物
の地盤の性質に応じた挙動を実験する場合に、次のよう
な問題が生じる。

【００１０】すなわち、水槽４に土を入れると、これら
のものが吸振シール部材５の凹部に入り、同部材５の弾
性変形を不可能にする。このため、吸振シール部材５に
よって振動台３の振動を吸収できなくなり、装置が機能
しなくなる。

【００１１】吸振シール部材５を、その凹部を下に向け
て水槽４と振動台３に取り付けた場合も、同部材５は土
圧で反転するので、上述の場合と同様の現象が生じ、装
置が機能しなくなる。

【００１２】この発明は、このような従来の問題点を解
決するためになされたもので、水・土槽に土を入れて
も、振動台の振動を吸収することができる吸振シール部
材を備えた水・土中振動台装置を提供することを目的と
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明が提供する水・
土中振動台装置は、次の（１）〜（４）に記載のもので
ある。

【００１４】（１）水・土槽の底壁の一部を振動台と
し、底壁と振動台の間の隙間に、その隙間をシールし、
かつ振動台の振動を吸収する弾性体からなる吸振シール
部材を取り付けた水・土中振動台装置であって、前記吸
振シール部材は、前記隙間に、内圧調整可能な空間を形
成する部材であることを特徴とする水・土中振動台装置
（以下、第１の水・土中振動台装置という。）。

【００１５】（２）水・土槽の底壁の一部を振動台と
し、水・土槽と振動台にそれぞれ水・土槽を仕切る固定
仕切壁と振動仕切壁を設け、底壁及び固定仕切壁と振動
台及び振動仕切壁の間の隙間に、その隙間をシールし、
かつ振動台及び振動仕切壁の振動を吸収する弾性体から
なる吸振シール部材を取り付けた水・土中振動台装置で
あって、前記吸振シール部材は、前記隙間に、内圧調整
可能な空間を形成する部材であることを特徴とする水・
土中振動台装置（以下、第２の水・土中振動台装置とい
う。）。

【００１６】（３）水・土槽の底壁の一部を振動台と
し、水・土槽と振動台にそれぞれ水・土槽を仕切る固定
仕切壁と振動仕切壁を設け、底壁及び固定仕切壁と振動
台及び振動仕切壁の間の隙間に、その隙間をシールし、
かつ振動台及び振動仕切壁の振動を吸収する弾性体から
なる吸振シール部材を取り付けた水・土中振動台装置で
あって、前記吸振シール部材は、前記隙間に、空間を形
成する部材であることを特徴とする水・土中振動台装置
（以下、第３の水・土中振動台装置という。）。

【００１７】（４）水・土槽の底壁の一部を振動台と
し、水・土槽と振動台にそれぞれ水・土槽を仕切る固定
仕切壁と振動仕切壁を設け、底壁及び固定仕切壁と振動
台及び振動仕切壁の間の隙間に、その隙間をシールし、
かつ振動台及び振動仕切壁の振動を吸収する弾性体から
なる吸振シール部材を取り付けた水・土中振動台装置で
あって、前記吸振シール部材は、断面ハット形の部材で
あることを特徴とする水・土中振動台装置（以下、第４
の水・土中振動台装置という。）。

【００１８】

【作用】第１，第２の水・土中振動台装置における吸振
シール部材は、水・土槽の固定部分と振動部分の間の隙
間に、内圧調整可能な空間を形成する弾性変形可能な部
材であるので、土圧を受けても、上記内圧を調整しなが
ら最適の空間を保持できる。このため、振動台の振動は
同部材の空間側への変形によって吸収することができ
る。

【００１９】第３の水・土中振動台装置における吸振シ
ール部材は、水・土槽の固定部分と振動部分の間の隙間
に、空間を形成する弾性変形可能な部材であるので、土
圧を受けても、吸振シール部材の性能を適宜選択するこ
とにより、上記空間を保持できる。このため、振動台の
振動は同部材の空間側への変形によって吸収することが
できる。

【００２０】第４の水・土中振動台装置における吸振シ
ール部材は、水・土槽の固定部分と振動部分の間の隙間
を密閉する弾性変形可能な断面ハット形の部材であるの
で、水・土槽に入れた水の圧力を受ける場合であれば、
その圧力に抗してなお弾性変形可能である。このため、
振動台の振動は同部材の変形によって吸収することがで
きる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を実
施例によって図面を参照しながら説明する。

【００２２】（実施例１）図１は、第１の水・土中振動
台装置の実施例（以下、実施例１という。）を示す平面
図、図２は図１のＢ−Ｂ断面拡大図である。図１は図１
０に、図２は図１１にそれぞれ対応する図である。

【００２３】実施例１は、図９〜図１１に示す従来の水
中振動台装置における吸振シール部材５に代えて図２に
示すような吸振シール部材１１を使用した例である。

【００２４】吸振シール部材１１は、ゴム製の環状チュ
ーブ１１ａと、その側面に設けた径方向に伸びる一対の
ゴム製のフランジ部１１ｂとより構成されていて、水・
土槽１２の底壁２１ａと振動台１３にフランジ部１１ｂ
をボルトとシール材で取り付けることによって、両者１
２ａ，１３の間の隙間に装着されている。

【００２５】環状チューブ１１ｂは、水密気密構造にな
っていて、その内圧は、図外のアキュームレータで調整
できるようになっている。その他の構成は、図９に示す
従来の水中振動台装置と実質的に同じである。

【００２６】実施例１の水・土中振動台装置は、上述の
ように、水・土槽１２の底壁１２ａと振動台１３への間
の隙間に、内圧調整可能なゴム製の吸振シール部材１１
を取り付けた構造になっているので、水・土槽１２の中
に入れた土の圧力を受けても、環状チューブ１１ｂ内の
空間は、内圧調整によって、保持できる。

【００２７】このため、振動台１３の振動は、上記環状
チューブ１１ｂの空間側への変形によって吸収される。

【００２８】（実施例２）図３は第１の水・土中振動台
装置の他の実施例（以下、実施例２という。）の要部を
示す断面図で、図２に対応する図である。

【００２９】実施例２は、実施例１における吸振シール
部材１１に代えて、図３に示すような吸振シール部材２
１を使用した例である。

【００３０】吸振シール部材２１は、一対の断面ハット
形の環状帯２１ａで構成されている。一方の環状体２１
ａは、そのフランジ部ｆを水・土槽２２の底壁２２ａと
振動台２３の上面に、他方の環状帯２１ａは、そのフラ
ンジ部ｆをそれら２２ａ，２３の下面に、それぞれボル
トとシール材で水密気密状態に取り付けることによっ
て、両者２２ａ，２３間の隙間に装着されている。

【００３１】装着状態においては、上記隙間に環状の空
間が形成される。空間の内圧は、図外のアキュームレー
タで調整できるようになっている。その他の構成は、図
９に示す従来の水中振動台装置と実質的に同じである。
作用効果は、実施例１のそれと同じである。

【００３２】（実施例３）図４は、第２の水・土中振動
台装置の実施例（以下、実施例３という。）を示す平面
図、図５は図４の要部拡大図である。実施例３は、図９
〜図１１に示す従来の水中振動台装置における水槽４に
代えて、図４に示す水・土槽３１を使用し、吸振シール
部材５に代えて、水・土槽３１に適合する吸振シール部
材３２を使用した例である。

【００３３】水・土槽３１は、図４に示すように、図１
の水・土槽１２に相当する方形の水・土槽本体３１ａ
に、これに設けた固定仕切壁３１ｂと振動台３３上に設
けた振動仕切壁３１ｃからなる仕切壁を設けたものであ
る。水・土槽本体３１ａは、この仕切壁によってＡゾー
ンとＢゾーンに仕切られている。

【００３４】吸振シール部材３２は、水・土槽３１の底
壁３１ｄ及び固定仕切壁３１ｂと振動台３３及び振動仕
切壁３１ｃの間の隙間に取り付けられている。

【００３５】吸振シール部材３２は、２本使用されてお
り、それぞれゴム製の両端を閉塞したチューブ３２ａ
と、その側面に設けた径方向に伸びる１対のゴム製のフ
ランジ部３２ｂとより構成されている。チューブ３２ａ
の内圧は、図外のアキュームレータで調整できる。

【００３６】１本の吸振シール部材３２は、そのフラン
ジ部３２ｂをＡゾーン側から底壁３１ｂ及び固定仕切壁
３１ｂと振動台３３及び振動仕切壁３１ｃに、ボルトと
シール材で取り付けることによって、上記隙間に取り付
けられている。他の１本の吸振シール部材３２は、同様
にしてＢゾーン側から上記隙間に取り付けられている。

【００３７】その他の構成は、図９に示す従来の水中振
動台装置と同じである。作用効果は、実施例１のそれと
本質的に異なるところはない。

【００３８】（実施例４）実施例４は、図６に示すよう
に、実施例３における吸振シール部材３２のチューブ３
２ａの中に、ゴム製のチューブ３４を挿入した例であ
る。このようにすれば、Ａ，Ｂゾーンに入れた土の圧力
によってチューブ３２ａが大きく圧縮変形するのを制御
できる。

【００３９】なお、実施例３，４においては、水密気密
構造のチューブを使用したが、両端開口チューブを使用
してもよい。この場合、弾性強度等の性能を適宜選定す
る必要がある。

【００４０】（実施例５）図７は、第２の水・土中振動
台装置の他の実施例（以下、実施例５という。）を示す
平面図、図８は図７の要部拡大図である。

【００４１】実施例５は、実施例３（図４および図５）
における吸振シール部材３２に代えて、図８に示すよう
な吸振シール部材４１を使用し、これを実施例３の水・
土槽３１と同じ形状の水・土槽４２に使用した例であ
る。

【００４２】水・土槽４２は、図７に示すように、図１
の水・土槽１２に相当する方形の水・土槽本体４２ａ
に、これに設けた固定仕切壁４２ｂと振動台４３上に設
けた振動仕切壁４２ｃからなる仕切壁を設けたものであ
る。水・土槽本体４２ａは、この仕切壁によってＡゾー
ンとＢゾーンに仕切られている。

【００４３】吸振シール部材４１は、水・土槽４２の底
壁４２ｄ及び固定仕切壁４２ｂと振動台４３及び振動仕
切壁４２ｃの間の隙間に取り付けられている。

【００４４】吸振シール部材４１は、断面ハット形の３
本の部材と１個の閉塞部材で構成されている。いずれも
ゴム製である。１本は、図３の環状帯２１のように、底
壁４２ｄと振動台４３の下面にフランジ部５において、
ボルトとシール材で取り付けた環状帯４１ａ（図面上に
は現れていない。）であり、１本は、Ａゾーン側から底
壁４２ｄ及び固定仕切壁４２ｂと振動台４３および振動
仕切壁４２ｃに、フランジ部ｆにおいて、ボルトとシー
ル材で取り付けた開環状帯４１ｂであり、１本は、同様
にして、Ｂゾーン側から取り付けた開環状帯４１ｃであ
り、１個の閉塞部材４１ｄは、固定仕切壁４２ｂと振動
仕切壁４２ｃと開環状帯４１ｂ，４１ｃとで形成される
空間の開口部を閉塞するゴム製の開塞部材である。

【００４５】吸振シール部材４１によって、上記隙間に
形成される空間の内圧は、アキュームレータで調整でき
る。その他の構成は、図９に示す従来の水中振動台装置
と同じである。作用効果は、実施例３のそれと同じであ
る。なお、閉塞部材４１ｄは設けなくてもよい。その場
合は、吸振シール部材の耐圧性能等を適宜考慮する必要
がある。また、例えば、Ａゾーンのみに水を入れる場合
であれば、Ａゾーン側から断面ハット形の部材を取り付
けるだけでもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の水・土
中振動台装置によれば、水・土槽の固定部分と振動部分
の間の隙間に、内圧調整可能な空間を形成する弾性変形
可能な吸振シール部材を取り付けるようにしたので、水
・土槽に入れた土の圧力を受けても、上記空間を保持す
ることができる。このため、振動台の振動は、同部材の
空間側への変形によって吸収することができる。

【００４７】したがって、この発明の水・土中振動台装
置によれば、例えば、水・土槽に形成した地盤の耐震実
験や、異なる地盤の上の構造物の耐震実験を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の水・土中振動台装置の平面図

【図２】図１のＢ−Ｂ断面拡大図

【図３】実施例２の水・土中振動台装置の要部断面図

【図４】実施例３の水・土中振動台装置の平面図

【図５】図４の要部拡大図

【図６】実施例４の水・土中振動台装置の要部平面図

【図７】実施例５の水・土中振動台装置の要部平面図

【図８】図７の要部拡大図

【図９】従来例の水中振動台装置の縦断面図

【図１０】従来例の水中振動台装置の平面図

【図１１】図１０のＡ−Ａ断面拡大図

【符号の説明】

１１，２１，３２，４１吸振シール部材１２，２２，３１，４２水・土槽１３，２３，３３，４３振動台３４チューブ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】水・土槽の底壁の一部を振動台とし、底
壁と振動台の間の隙間に、その隙間をシールし、かつ振
動台の振動を吸収する弾性体からなる吸振シール部材を
取り付けた水・土中振動台装置であって、前記吸振シー
ル部材は、前記隙間に、内圧調整可能な空間を形成する
部材であることを特徴とする水・土中振動台装置。
【請求項２】水・土槽の底壁の一部を振動台とし、水
・土槽と振動台にそれぞれ水・土槽を仕切る固定仕切壁
と振動仕切壁を設け、底壁及び固定仕切壁と振動台及び
振動仕切壁の間の隙間に、その隙間をシールし、かつ振
動台及び振動仕切壁の振動を吸収する弾性体からなる吸
振シール部材を取り付けた水・土中振動台装置であっ
て、前記吸振シール部材は、前記隙間に、内圧調整可能
な空間を形成する部材であることを特徴とする水・土中
振動台装置。
【請求項３】水・土槽の底壁の一部を振動台とし、水
・土槽と振動台にそれぞれ水・土槽を仕切る固定仕切壁
と振動仕切壁を設け、底壁及び固定仕切壁と振動台及び
振動仕切壁の間の隙間に、その隙間をシールし、かつ振
動台及び振動仕切壁の振動を吸収する弾性体からなる吸
振シール部材を取り付けた水・土中振動台装置であっ
て、前記吸振シール部材は、前記隙間に、空間を形成す
る部材であることを特徴とする水・土中振動台装置。
【請求項４】水・土槽の底壁の一部を振動台とし、水
・土槽と振動台にそれぞれ水・土槽を仕切る固定仕切壁
と振動仕切壁を設け、底壁及び固定仕切壁と振動台及び
振動仕切壁の間の隙間に、その隙間をシールし、かつ振
動台及び振動仕切壁の振動を吸収する弾性体からなる吸
振シール部材を取り付けた水・土中振動台装置であっ
て、前記吸振シール部材は、断面ハット形の部材である
ことを特徴とする水・土中振動台装置。