剛塑性有限要素解析による砂質地盤の寸法効果と傾斜支持力の検討

摘要

建築学会基礎構造設計指針（以下基礎指針とする）では，直接基礎の極限鉛直支持力（以後特に詳記しない場合は極限支持力と示す）の算定式として，水平力による傾斜の影響，曲げモーメントによる偏心の影響，さらに基礎の寸法効果の影響を考慮している。寸法効果は砂質地盤において高拘束圧によるせん断抵抗角の減少や進行性破壊による影響と考えられている。これらの偏心•傾斜および寸法効果による低減係数は，それぞれを対象とした実験や解析により提案されている値であり独立して算定されている。しかし，これらが複雑に重なり合った場合，たとえば，基礎幅が大きい場合の傾斜荷重についての極限支持力は明確でない問題がある。2011年に発生した東日本大震災以後には地震や津波などに対する建築構造物の極限支持力評価が重要になっている。本研究では砂質地盤のせん断抵抗角の拘束圧依存を取り入れた剛塑性有限要素法（RPFEM)による偏心傾斜荷重に対する基礎の支持力に及ぼす基礎幅の影響について検討結果を示す。%In designing superstructures of buildings, it is important to estimate the ultimate bearing capacity of their foundations. The ultimate bearing capacity formula for foundations, which is specified in the guidelines published by the Architectural Institute of Japan for design of building foundation, is widely used by engineers. Recently, the evaluation of bearing capacity of foundations under large earthquakes has keenly been focused on. As the foundation width increases, its ultimate bearing capacity gets smaller than the capacity obtained by AIJ's guideline for sandy grounds that is caused by the decline of their internal friction angle or the progressive by using rigid plastic finite element method, the ultimate bearing capacity of large foundations against inclined load is discussed. The obtained results of the FEM analysis are as follows. 1)The "size effect can be explained analytically in the large spread foundation by referring to some experimental, in which the internal friction angle declines when the mean effective stress becomes high. 2) For the friction angles 30 and 40 degrees, the size effect should be considered. However, in the case of the inertial friction angle of 40 degrees, the size effect is slightly smaller when compared to the case of 30 degrees.