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地盤と構造物の地震時相互作用に関する物理模型の開発と応用
土木工学専攻(准教授) 竹村次朗
地震時において種々の外力を受ける地盤構造物の挙動シミュレーションのための遠心模型（物理模型）実験手法の開発、それを用いた地盤と構造物の相互作用に関する研究を21世紀COEに参加して以来継続的に行ってきた。以下にその概要と成果を期す。
- 水平・モーメント荷重を受けるパイルドラフト基礎の力学挙動に関する研究
比較的基礎幅が小さいパイルドラフト基礎の遠心模型水平載荷試験手法を開発し、杭基礎、ラフト基礎の実験を合わせて行い、地盤−杭−ラフトの複雑な相互作用、それらに及ぼす杭・ラフト部の初期鉛直荷重分担の影響を明らかにした。
Sawada, K. & Takemura, J: Centrifuge model tests on piled raft foundation in sand subjected to lateral and moment load. Soils and Foundations, Vol. 54, No.2, 2014.4
Sawada, K., Takemura, J., Izawa, J. & Seki, S.: Mechanical behavior of piled raft foundation in sand subjected to static horizontal load. 7th Intn. Conf. Physical Modeling in Geotechnics, Zurich, 897-903, 2010.7.
- 鋼矢板で補強された複合基礎の耐震補強メカニズムに関する研究
地震時水平耐力の向上を目的とした鋼矢板による杭基礎補強のメカニズムとその効果の確認を目的とした一連の静的並びに動的遠心模型載荷実験を行った。その結果、基礎の回転変形に対する補強効果の発現は、主として矢板の鉛直抵抗によるものが大きいことを明らかにした。
Zhang, X. & Takemura, J.: Seismic performance of pile foundation with reinforcement of steel sheet-piles in sand. 8th Intn. Conf. Physical Modeling in Geotechnics, Vol. 2, Perth, 1053-1059, 2014.1.
- 地盤の不飽和化による簡易液状化対策とその効果の検証に関する研究
簡易で経済的な液状化対策手法としての地盤の不飽和化の効果の検証を目的として、重力式基礎、護岸構造物に関する遠心模型振動実験を行い、その沈下、変形抑制効果、更には長時間振動に対する限界を確認した。
Takemura, J. Igarashi, R. Izawa, J., Okamura, M. & Masuda, M.: Centrifuge model tests on soil desaturation as a liquefaction countermeasure. 17th Intn. Conf. SMGE., Vo.2, Egypt, 502-505, 2009.10.
Takemura, J. Komatsumoto, N., Seki, S & Izawa, J. Seismic stability of gravity type quay wall on desaturated loose sand. Joint 7th Intn.Conf. Urban Earthquake Engineering & 5th Intn. Conf. on Earthquake Eng., 467-472, 2010.3.
- 液状化地盤上のタンク基礎としてのパイルドラフトの動的応答と沈下挙動に関する研究
比較的大きな沈下が許容され、不等沈下が主たる耐震変形の照査項目である石油タンク基礎としてのパイルドラフト基礎の適用性を物理モデルの開発とそれを用いた一連の実験を行い、液状化時の基礎と地盤の相互作用を詳細に調べた。
Takemura, J., Seki, S. & Yamada, M.: Dynamic response and settlement behavior of piled raft foundation of oil storage tank. 8th Intn. Conf. Physical Modeling in Geotechnics, Vol.1, Perth, 613-619, 2014.1.
- 堆積地盤内の縦ずれ断層変位の進展と地中構造物の安全性に関する研究
堆積地盤内の縦ずれ断層変位を再現する遠心模型実験断層シミュレータを開発し、種々の応力条件のもとで断層変位の進展過程を観測し、加えて断層変形を受ける地中埋設管、杭基礎の変形、破壊挙動について調べた。
Takemura, J., Ishii, Y., Hara, Y. & Kusakabe, O.: Centrifuge model test of fault rupture propagation in alluvial deposit. 8th Intn. Conf. Urban Earthquake Engineering, Vol.1, 285-292, 2011.3.
地盤の不飽和化による液状化対策（重力式護岸の変形）
断層シミュレータ―（逆断層変位）
