JP7398175B1 - Case法を援用した杭の急速載荷試験方法 - Google Patents
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Abstract
Description
除荷点法では、杭の急速載荷試験では杭体中の波動伝播の影響は無視できるものとし、急速載荷試験では、杭を剛体質点として、杭に動的荷重Frapid(t)が作用するとき、杭には静的地盤抵抗力Rw(t)と動的地盤抵抗力Rv(t)が作用するものと仮定する。
Frapid:杭頭における荷重
Rsoil:地盤抵抗力
Ra:杭体の慣性力
Rw:静的地盤抵抗成分
Rv:動的地盤抵抗成分
m:杭体の質量
α:杭体の加速度
C:減衰定数
v:杭体の速度
Cが杭の変位や速度に関わらず一定と仮定すれば、式(4)を用いて、Rw-w関係を求めることができる。
前述した除荷点法(ULP法)は、極限支持力相当の荷重を1回載荷することを想定しているため、減衰定数Cの決定が必要となる。しかし、Cの値は杭の変位や速度によって変わってくることもあり得る。
非特許文献2によるCase法は、衝撃載荷試験に用いられてきた方法であり、一次元波動理論に基づき、打撃中の杭の貫入抵抗力(杭に対する地盤抵抗力)およびJc係数と呼ばれる経験的係数を用いて静的貫入抵抗力を求めるものであるが、急速載荷試験で求める荷重-変位関係は考えていない。
x:杭軸に沿った座標(杭頭を0)
xm:計測位置
v:杭速度
Lm:計測位置から杭先端までの長さ
F:軸方向力
Fd:下降波
Fu:上昇波
Z:杭体のインピーダンス(EA/c)
c:縦波伝播速度
E:杭材のヤング率
A:杭の断面積
Rsoil:貫入抵抗力
前記重錘の落下高さhを変化させて、前記杭頭に対する複数回の急速載荷試験を行うステップと、
前記複数回の急速載荷試験のそれぞれについて、一次元波動理論に基づくCase法による下記の(a)、(b)の手順によって打撃中の杭に対する地盤抵抗力Rsoilを求めるステップと、
直接測定される前記杭頭の変位wの時間変化から、前記杭頭の変位wと前記地盤抵抗力Rsoilの関係を求めるステップと、
最大変位wmax時点の地盤抵抗力Rsoil(max)を静的抵抗力Rwとみなして、除荷点荷重Phと除荷点変位whを求めるステップと、
異なる落下高さhごとに得られる前記除荷点荷重Phと前記除荷点変位whを接続した杭頭荷重Ph-変位whの関係を求めるステップと、
を備えることを特徴とするものである。
x:杭軸に沿った座標(杭頭を0)
xm:計測位置
v:杭速度
Lm:計測位置から杭先端までの長さ
F:軸方向力
Fd:下降波
Fu:上昇波
Z:杭体のインピーダンス(EA/c)
c:縦波伝播速度
E:杭材のヤング率
A:杭の断面積
Rsoil:地盤抵抗力
表1に示す鋼管試験杭に対して静的載荷試験(SLT)と、軟クッション重錘落下方式の急速載荷試験装置(杭頭に鋼板とエラストマーで構成されるクッション材を設置)を用いて、急速載荷試験(RLT)を実施した。試験杭の全長は48.0mであり、N値50以上の支持層に根入れした(図4参照)。
図5はTr=3~5の急速載荷試験に対する、除荷点法(ULP法)解析による杭頭荷重Ph-変位w関係と静的載荷試験結果の比較である。
図6はTr=3~5の急速載荷試験に対する、除荷点接続法(ULPC法)解析によるPh-w関係と静的載荷試験結果の比較を示す。
図7はTr=3、重錘落下高h=1.0mの急速載荷試験における急速荷重Frapid、変位w、速度v、加速度αの時刻歴を示す。なお、Case法および除荷点法(ULP法)から求めた地盤抵抗力Rsoil(Case)とRsoil(ULP)をFrapidに併せて示している。
図10は、Tr=3、4、5の急速載荷試験におけるFrapid、Rsoil(Case)、Rsoil(ULP)の時刻歴を示したものである。Tr=5では、Rsoil(Case)とRsoil(ULP)の間に大きな差は見られない。
Claims (1)
- 杭頭に重錘を落下させ、重錘落下による荷重と前記杭頭の変位との関係から杭の静的な荷重-変位関係を求める杭の急速載荷試験方法において、
前記重錘の落下高さhを変化させて、前記杭頭に対する複数回の急速載荷試験を行うステップと、
前記複数回の急速載荷試験のそれぞれについて、一次元波動理論に基づくCase法による下記の(a)、(b)の手順によって打撃中の杭に対する地盤抵抗力Rsoilを求めるステップと、
直接測定される前記杭頭の変位wの時間変化から、前記杭頭の変位wと前記地盤抵抗力Rsoilの関係を求めるステップと、
最大変位wmax時点の地盤抵抗力Rsoil(max)を静的抵抗力Rwとみなして、除荷点荷重Phと除荷点変位whを求めるステップと、
異なる落下高さhごとに得られる前記除荷点荷重Phと前記除荷点変位whを接続した杭頭荷重Ph-変位whの関係を求めるステップと、
を備えることを特徴とする杭の急速載荷試験方法。
(a) 急速載荷試験における軸方向力Fと杭速度vから、以下の式(5)、(6)によって、下降波Fdと上昇波Fuを計算する。
x:杭軸に沿った座標(杭頭を0)
xm:計測位置
v:杭速度
Lm:計測位置から杭先端までの長さ
F:軸方向力
Fd:下降波
Fu:上昇波
Z:杭体のインピーダンス(EA/c)
c:縦波伝播速度
E:杭材のヤング率
A:杭の断面積
Rsoil:地盤抵抗力
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3889344B2 (ja) | 2002-10-04 | 2007-03-07 | 日本基礎技術株式会社 | 杭の載荷試験の解析方法 |
JP2022132996A (ja) | 2021-03-01 | 2022-09-13 | 東亜建設工業株式会社 | 杭打設施工管理方法 |
JP2022154205A (ja) | 2021-03-30 | 2022-10-13 | 株式会社大林組 | 載荷試験方法および解析システム |
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2023
- 2023-04-13 JP JP2023546451A patent/JP7398175B1/ja active Active
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