米国ライフライン連合 地盤モデル (American Lifelines Alliance Soil Model ) - CAESAR II - ヘルプ

次の情報は、米国ライフライン連合の文書 "Guidelines for the Design of Buried Steel Pipe (http://www.americanlifelinesalliance.org/pdf/Update061305.pdf) Appendix B: Soil Spring Representation" を参考にしています。この文書は、軸方向、水平方向、鉛直上方向、支承のバイリニア型の地盤剛性を用意しています。それぞれの剛性は、添え字 q で表される砂質土、添え字 c で表される粘土質の剛性です。データは非常に細かい粒状の土と純粘土にも適用できます。

粘着質の粘土と粒状の砂の地盤の剛性は、次のユーザ定義パラメータで定義できます:

c = 埋め戻し土の粘性

H = 埋設管の頂部からの土の深さ (ALA計算では、管センターラインからの深さ C2 で変換されています)

g = 有効単位長さ当たりの土重量

g = 埋め戻し土の乾燥重量

Ko = 据付時の土圧係数 (土の内部摩擦角を基準に計算)

f = 土の内部摩擦角と、土-管との摩擦角に関連するコーティング依存係数

φ = 土の内部摩擦角

地盤の弾性範囲は固定されるか、あるいは D & H の関数になっています。ただし、D については制限があります。

軸力 (Axial)

Tu = 管と土の間の最大摩擦擦力 (配管を伝達する単位長さ当たりの地盤の最大軸方向抵抗力)

D = 管外径

a = 粘土に対する粘性係数

c = 埋め戻し土の粘性 (非排水せん断強度)

H = 管中心における埋設深さ

= 土の有効単位重量

Ko = 据付時の土圧係数

構造物に作用する水平有効応力と土の鉛直有効応力の比。据付時とは、埋設管が動かないときの状態を示します。

δ = 管と土との間の摩擦角、d = ff

f = 土の内部摩擦角と、土-管との摩擦角に関連するコーティング依存係数

f = 土の内部摩擦角

Δt = 管と土の間の最大摩擦擦力による軸方向変位

Tu = 密な砂には 0.1インチ、緩やかな砂には 0.2インチ、固い粘土には 0.3インチ、やわらかい粘土には 0.4インチ

水平方向 (Lateral)

Pu = 最大水平方向 土の支承能力 (埋設管に伝達する単位長さ当たりの最大水平土荷重)

Nch = 粘土の最大水平方向 土の支承能力 (c=0 のとき 0)

Nqh = 砂の最大水平方向 土の支承能力 (j=0°のとき 0)

*CAESAR II は角度 40 から 45度に対して、高さ/径 (H/D) の比を最大 20 までとしています。ソフトウェアは比が 20 より大きな値であれば 20 に等しいとして指定された値を計算します。

**米国ライフライン連合 (American Lifelines Alliance) の規格では、砂の水平方向支承能力 (Nqh) を 40度と 45度の角度に対して負の値としています。これは、負の降伏荷重となります。CAESAR II は前述の表に示すように、これらの値を正の値として計算します。

Nqh は φ に対して 20°から 45°の間で補間することができます。

鉛直上方向 (Vertical Uplift)

Qu = 最大鉛直上方向　土の支承能力 (埋設管に伝達する単位長さ当たりの最大水平土荷重)

Ncv = 粘土の最大鉛直上方向　土の支承能力 (c=0 のとき 0)

Nqv = 砂の最大鉛直上方向 土の支承能力

= 密な砂から緩やかな砂に対して 0.01H から 0.02H、ただし < 0.1D

= 固い粘土から柔らかい粘土まで 0.1H から 0.2H、ただし < 0.2D

鉛直支承 (Vertical Bearing)

Qd - 埋設管に伝達する単位長さ当たりの最大鉛直支承能力

Nc, Nq, Ng= 鉛直支承能力係数

g = 埋め戻し土の乾燥重量

Dqd = Qd を生じさせる鉛直変位

= 0.1D 細粒状の土

= 0.2D 粘性質の土