現在、外部荷重下におけるエネルギーパイル群基礎の熱-力学的特性に関する研究は主に鉛直荷重に焦点をあてており、水平方向荷重の影響はあまり考慮されていない。非対称な加熱・冷却条件下での水平荷重を受けるエネルギーパイル群の変形特性を調査するため、2×2のエネルギーパイル群の単一パイルに対して加熱および冷却条件下での模型試験を実施し、エネルギーパイル群の三次元有限要素モデルを構築した。実測データと数値シミュレーション結果を比較検証し、パラメータ解析を行い、エネルギーパイル群単一パイルの運転中のパイル体の熱-力学的応答を研究した。結果は、数値シミュレーション結果と試験結果が良好に一致していることを示しており、曲げモーメントは主にパイル体上部に分布し、そのピーク値および反曲点はそれぞれ地表面下0.23L₁および0.8L₁（L₁はパイル体の有効埋設深さ）に位置している。パイルの水平変位は深さの増加に伴い減少する。水平荷重はパイルの変形特性により大きな影響を与えるが、温度の影響も無視できない。加熱および冷却段階では、温度の上昇および下降に伴い、エネルギーパイルの曲げモーメントおよび変位は増加傾向にある。水平荷重のみを受けた場合と比較すると、水平荷重と温度変化の連合作用により、通水温度が10、20 ℃上昇した場合のエネルギーパイルの曲げモーメントのピーク値Mmaxはそれぞれ約23.36%、25.46%増加し、パイル頂部の水平変位は約20.59%、21.93%増加した。通水温度が10、20 ℃低下した場合の曲げモーメントのピーク値Mmaxはそれぞれ約23.48%、24.39%増加し、パイル頂部の水平変位は約17.97%、21.27%増加した。

エネルギーパイル;群杭;砂土;変形特性;数値シミュレーション;模型試験