日本語は後に記載しております。
1. Seismic Motion Amplification
Soft ground amplifies seismic vibrations as it cannot fully absorb the energy, leading to increased amplitude near the surface. This effect is particularly pronounced on thick or highly viscous soils.
2. Excessive Stress on Piles
Amplified seismic motion subjects piles to greater-than-expected horizontal forces and bending moments. Normally designed for vertical loads, piles are exposed to increased horizontal loads and torsional stresses during earthquakes, raising the risk of failure or deformation.
3. Pile-Ground Interaction
Soft ground characteristics may prevent piles from providing adequate support. Earthquakes can cause piles to be pushed deeper into the ground, leading to significant interactions with the soil. This may result in pulling or bending of the piles, compromising foundation stability.
4. Localized Pile Failure
Parts of the pile foundation can fail locally, causing the entire structure to sink or tilt. Amplified vibrations increase the likelihood of cracks or breakage, especially at the pile’s base or middle.
Conclusion
The Noto earthquake revealed pile foundation failure on soft ground, not due to liquefaction, but from amplified seismic vibrations causing excessive horizontal forces and bending moments. Therefore, pile foundation designs in soft ground areas must consider these amplification effects for earthquake resilience.
能登地震における軟弱地盤での杭基礎破壊の概要
1. 地震動の増幅
軟弱地盤はエネルギーを十分に吸収できないため、地震動が増幅され、地表付近で振幅が大きくなります。この効果は、特に厚い地盤や高い粘性を持つ土壌で顕著です。
2. 杭への過大な応力
地震動の増幅により、杭には想定以上の水平力や曲げモーメントが作用します。通常、垂直荷重に対応するよう設計された杭が、地震時には水平荷重やねじり応力にさらされることで、破損や変形のリスクが高まります。
3. 杭と地盤の相互作用
軟弱地盤の特性により、杭が十分な支持力を提供できなくなる場合があります。地震によって杭が地中に押し込まれることで、地盤との相互作用が生じ、杭が引っ張られたり曲げられたりする可能性があり、基礎の安定性が損なわれます。
4. 局所的な杭の破壊
杭基礎の一部が局所的に破壊されることで、建物全体が沈下したり傾いたりする場合があります。地震動の増幅により、特に杭の基部や中央部でひび割れや破断が発生する可能性が高まります。
結論
能登地震では、液状化によるものではなく、地震動の増幅によって過大な水平力や曲げモーメントが杭基礎に作用し、軟弱地盤で杭基礎の破壊が確認されました。そのため、軟弱地盤での杭基礎設計では、地震動の増幅効果を考慮し、耐震性を高める必要があります。