9. 擁壁の繰り返し微小変位と背面土圧に関する模型実験

9. 擁壁の繰り返し微小変位と背面土圧に関する模型実験
技術部
研究区分:技術指導支援
住吉
卓、山村
博孝
研究費区分:
キーワード:擁壁、土圧、繰り返し載荷、微小ひずみ、模型実験、砂
中期計画との関連:開発研究課題3−1−(1)−①
1. 経緯と目的
半地下道路のU型擁壁において、完成当初
x
(d) レーザ変位計
本文は、上記の事例及び平成 14 年に報告
地表面
WLC1
WLC2
z=115
WLC8
WLC9
(a) アーム部ロードセル
前面側
背面側
擁壁下端 z=505
鋼製枠 内寸幅(奥行)400
z
…
と推定した。
[ 延長単位: mm]
(e) レーザ変位計×5
z=45
モータ
ジャッキ
の主要因を、日々の温度変化による側壁の繰
り返し微小変位に伴う背面土圧の増加である
500
(c) 分割ロードセル(*)
[email protected]= 450
模型地盤
( 豊浦砂)
505
形が進行した事例がある。種々の調査からこ
350
85
から約 3 年間にわたって側壁の前面側への変
30
0 100 200
擁壁 高510×幅( 奥行) 390
1,295
(*) 分割ロードセルは幅130mmで、 擁壁幅390mmの
中央1/3を占める。
(b) 台座部ロードセル
した実験の結果を踏まえて、背面土の挙動を
確認するために実施した室内模型実験の結果
図−1
模型の概要
を報告するものである。
し微小変位を与える実験を行った。
計測項目は(a)アームが擁壁から受ける水平力、(b)
(2)
B
PTY
( D, PT)の
経路
( 未知)
サイクル数
① DA
から受ける水平力、(d)擁壁の変位(初期地表面の下
45mm の位置)
、 (e)地表面沈下であり、ほかに土槽側壁
3.
新C
新PTY
台座が擁壁から受ける水平力、(c)擁壁の各高さで地盤
付近の土粒子の移動状況も観測した。
B’
荷重(=土圧) PT
弾
ΔD 性域
/Δ (*)
PT
=W
S
図−1 に示すような模型装置を用い、擁壁に繰り返
(1 )
③
実験方法
荷重(=土圧) PT
2.
図−2
B’
新C’
C
C’
( D, PT)の経路 ( 未知)
① DA
(*) WS=WSY=0の場合、 左図のよう
6.7
に擁壁が「 剛体」 の条件となる
A’ 擁壁の変位 D A 新A A’ 新A’
A
B
)
Y
域(*
=WS
塑性 D/ΔPT
④Δ
擁壁の変位 D
制御方法 (1)壁体が「剛体」 (2)壁体が「弾塑性体」
結果
種類を実施したところ(図−2)、合計水平土圧の極大
値は増加し、極小値も若干増加することがわかった。
0
3 サイクル数
1
10
(1) 初期地表高さにおける擁壁の変位
100
2
長期変位が進行
1
102
面側への長期変位が進行しつつも、その進行がない「剛
体」の場合と同様に全水平土圧が増加傾向を示したこ
103
104
105
106
時間 (sec)
8 (2) 合計水平土圧
土圧 (kN/㎡)
的な変化、位置によって形態の異なる土粒子の移動状
特に壁体を「弾塑性体」と仮定した場合、擁壁の前
500 1000
0
また、繰り返し変位に伴う擁壁背面の土圧分布の特徴
況と、そのときの地表面沈下状況を確認した。
前面側
た実験1、および「弾塑性体」と仮定した実験2の2
変位 (mm)
土圧に応じた壁体の変位の仕方を「剛体」と仮定し
6.2
極大値増加
4.2
6
5.0
3.1
4
1.9
2
0.7
0
0.3
102
103
0.6
0.4
104
0.8
極小値増加
105
1.1
106
時間 (sec)
とは(図−3)
、現場において擁壁が一見背面土圧を減
(*) 土圧は、アーム部ロードセルでの荷重を擁壁面積(2,020cm2)で除した値である
じる方向(前面側)に変形しても、実際の土圧は増加
する可能性があることを示唆する。
図−3
合計水平土圧と擁壁変位の経時変化(実験2)