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Goit Chandra Shekhar（ゴイト チャンドラ シェーカー）
| 理工学研究科 環境社会基盤部門 | 助教 |
| 工学部 環境社会デザイン学科 |
業績情報
■ 論文- Seismic performance of pile foundations reinforced with micropiles
Rahman M.; Iwamura S.; Goit CS; Saitoh M.
18th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering and Construction (EASEC-18), 2024年11月, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Effects of Soil Nonlinearity on the Seismic Behavior of Pile Foundations Reinforced with Micropiles
Chandra Shekhar Goit; Shogo Honma; Masato Saitoh; Pujan Giri
International Journal of Geomechanics, 巻：24, 号：10, 2024年10月, ［査読有り］
American Society of Civil Engineers (ASCE), 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1061/ijgnai.gmeng-9600
DOI ID：10.1061/ijgnai.gmeng-9600, ISSN：1532-3641, eISSN：1943-5622 - Experimental studies on the kinematic response of micropiles-retrofitted bridge foundations
Goit CS; Maruyama Y.; Saitoh M.; Ekubo S.
18th World Conference on Earthquake Engineering, Jun, 2024, 2024年06月, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Frequency- and intensity-dependent impedance functions of laterally loaded pile groups in cohesionless soil
Naba Raj Shrestha; Masato Saitoh; Chandra Shekhar Goit; Alok Kumer Saha; Ryoya Yokota
Soils and Foundations, 巻：63, 号：4, 開始ページ：101340, 終了ページ：101340, 2023年08月, ［査読有り］
Elsevier BV, 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1016/j.sandf.2023.101340
DOI ID：10.1016/j.sandf.2023.101340, ISSN：0038-0806 - Vertical impedance functions of pile groups under low-to-high loading amplitudes: numerical simulations and experimental validation
Usama Zafar; Chandra Shekhar Goit; Masato Saitoh; Riku Fukuda
EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING VIBRATION, 2023年05月, ［査読有り］
Piles in a group experience additional displacements in soil due to pile-to-pile interactions apart from those resulting from the external loading. The effect of these interactions determined assuming soil as an elastic and/or viscoelastic material on pile head impedance functions of the pile group is studied by relating the group stiffness to the static stiffness of a single pile. However, the prevailing elastic solutions may misestimate the resulting pile group response due to the lack of consideration for either soil (material) and/or soil-pile interface nonlinearities. It is well established that soil behaves nonlinearly under moderate-to-high loading amplitudes, and besides, the soil-pile interface nonlinearity can exist even at small loading amplitudes. This study addresses the effects of these nonlinearities on the vertical impedance functions of a 3x3-pile group using numerical methods by direct analyses and superposition using pile-to-pile interaction factors. The numerical results are validated using scaled model tests under 1 g conditions. The results highlight the overestimation of pile-to-pile interactions in the pile group when assuming elastic soil conditions. The cases either by direct analyses or superposition approach involving soil and soil-pile interface nonlinearities agree well with the experimental pile group responses under close-to-elastic and nonlinear conditions.
SPRINGER, 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1007/s11803-023-2183-y
DOI ID：10.1007/s11803-023-2183-y, ISSN：1671-3664, eISSN：1993-503X, ORCID：137591569, Web of Science ID：WOS:000989841200005 - Experimental and numerical investigations on vertical dynamic pile-to-pile interactions considering soil and interface nonlinearities
Usama Zafar; Chandra S. Goit; Masato Saitoh
Bulletin of Earthquake Engineering, 巻：20, 号：7, 開始ページ：3117, 終了ページ：3142, 2022年05月, ［査読有り］
Springer Science and Business Media {LLC}, 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1007/s10518-021-01186-x
DOI ID：10.1007/s10518-021-01186-x, ISSN：1570-761X, ORCID：137591564 - Influence of nonlinearities on the vertical kinematic interaction of piles
Zafar U.; Goit CS; Saitoh M.
Proceedings of the 7th World Congress on Civil, Structural, and Environmental Engineering, 2022年04月, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
DOI：https://doi.org/10.11159/icsect22.173
DOI ID：10.11159/icsect22.173 - Numerical Modelling of the Rate-Dependent Characteristics of Laterally Loaded Single Pile in Dry Sand
A. K. Saha; M. Saitoh; N. R. Shrestha; C. S. Goit
Lecture Notes in Civil Engineering, 開始ページ：73, 終了ページ：80, 2021年10月, ［査読有り］
Springer Singapore, 英語, 論文集(書籍)内論文
DOI：https://doi.org/10.1007/978-981-16-5547-0_8
DOI ID：10.1007/978-981-16-5547-0_8, ISSN：2366-2557, eISSN：2366-2565 - Frequency- and intensity-dependent impedance functions of laterally loaded single piles in cohesionless soil
Naba Raj Shrestha; Masato Saitoh; Alok Kumer Saha; Chandra Shekhar Goit
Soils and Foundations, 巻：61, 号：1, 開始ページ：129, 終了ページ：143, 2021年02月, ［査読有り］
Elsevier BV, 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1016/j.sandf.2020.11.004
DOI ID：10.1016/j.sandf.2020.11.004, ISSN：0038-0806, ORCID：137591558, Web of Science ID：WOS:000614212500009 - Time control and experimental verification of IoT based structural seismic monitoring
Dang J.; Zuo R.; Goit CS
17th World Conference on Earthquake Engineering, 巻：Paper no. C001738, 2021年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Effect of the joint shear resistance on the dynamic responses of steel pipe sheet pile foundations
Ullah MS; Sasaki A.; Goit CS; Saitoh M.
17th World Conference on Earthquake Engineering, 巻：Paper no. 4c-0046, 2021年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Experimental and Numerical Analysis on the Rate-Dependent Cyclic Lateral Load on a Single Pile in Sand
Naba Raj Shrestha; Masato Saitoh; Chandra hekhar Goit; Alok Kumer Saha
International Journal of Civil Infrastructure, 2021年, ［査読有り］
Avestia Publishing, 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.11159/ijci.2021.002
DOI ID：10.11159/ijci.2021.002, eISSN：2563-8084 - Rate-Dependent Cyclic Lateral Load Test on a Single Pile in Sand
Naba Raj Shrestha; Masato Saitoh; Alok Kumer Saha; Chandra Shekhar Goit
Proceedings of the 5th International Conference on Civil, Structural and Transportation Engineering, 2020年11月, ［査読有り］
Avestia Publishing, 英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
DOI：https://doi.org/10.11159/iccste20.231
DOI ID：10.11159/iccste20.231, ISSN：2369-3002, SCOPUS ID：85097226165 - Inclined single piles under vertical loadings in cohesionless soil
Chandra Shekhar Goit; Masato Saitoh; Takumi Igarashi; Shun Sasaki
Acta Geotechnica, 巻：16, 号：4, 開始ページ：1231, 終了ページ：1245, 2020年09月, ［査読有り］, ［筆頭著者］
Springer Science and Business Media LLC, 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1007/s11440-020-01074-9
DOI ID：10.1007/s11440-020-01074-9, ISSN：1861-1125, eISSN：1861-1133, ORCID：81544209, Web of Science ID：WOS:000572721300006 - Effective Foundation Input Motion for Soil-Steel Pipe Sheet Pile (SPSP) Foundation System
Md. Shajib Ullah; Keisuke Kajiwara; Chandra Shekhar Goit; Masato Saitoh
Mechanisms and Machine Science, 開始ページ：135, 終了ページ：148, 2019年11月, ［査読有り］
Springer International Publishing, 英語, 論文集(書籍)内論文
DOI：https://doi.org/10.1007/978-3-030-27053-7_14
DOI ID：10.1007/978-3-030-27053-7_14, ISSN：2211-0984, eISSN：2211-0992, ORCID：81544215 - On the Behaviour of Raked Piles
Goit CS
Proceedings of the 6th International Conference on Engineering, Energy and Environment, 開始ページ：249, 終了ページ：254, 2019年11月, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Earthquake motion filtering effect by pile foundations considering nonlinearity of soil and piles
Yudai Hochi; Yoshitaka Murono; Masato Saitoh; Chandra Shekhar Goit
Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 巻：125, 開始ページ：105748, 終了ページ：105748, 2019年10月, ［査読有り］
Elsevier BV, 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2019.105748
DOI ID：10.1016/j.soildyn.2019.105748, ISSN：0267-7261, eISSN：1879-341X, ORCID：67386451, Web of Science ID：WOS:000483627900046 - Frequency and intensity dependent dynamic responses of soil-steel pipe sheet pile (SPSP) foundation-superstructure system
Md. Shajib Ullah; Keisuke Kajiwara; Chandra Shekhar Goit; Masato Saitoh
Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 巻：125, 開始ページ：105730, 終了ページ：105730, 2019年10月, ［査読有り］
Elsevier BV, 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2019.105730
DOI ID：10.1016/j.soildyn.2019.105730, ISSN：0267-7261, eISSN：1879-341X, ORCID：67386435, Web of Science ID：WOS:000483627900035 - Development and Experimental Verification of IoT Sensing Based Structural Health Monitoring System
Zuo R.; Dang J.; Goit CS
Proceedings of the 5th International Conference on Experimental Vibration Analysis for Civil Engineering Structures, 巻：8, 開始ページ：99, 終了ページ：107, 2019年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - On the verification of superposition method of kinematic interaction and inertial interaction in dynamic response analysis of soil-pile-structure systems
Md. Shajib Ullah; Hiroki Yamamoto; Chandra Shekhar Goit; Masato Saitoh
Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 巻：113, 開始ページ：522, 終了ページ：533, 2018年10月, ［査読有り］
Elsevier BV, 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2018.06.023
DOI ID：10.1016/j.soildyn.2018.06.023, ISSN：0267-7261, eISSN：1879-341X, ORCID：58919101, Web of Science ID：WOS:000447086000042 - Single pile under vertical vibrations in cohesionless soil
C. S. Goit; M. Saitoh
Géotechnique, 巻：68, 号：10, 開始ページ：893, 終了ページ：904, 2018年10月, ［査読有り］
The vertical response of a fixed-head floating single pile embedded in sand is obtained experimentally under 1g conditions. Specifically, pile head stiffnesses and axial strains generated along the pile length for a range of static and dynamic pile head loadings are measured. To account for the effects of soil non-linearity on the static response of the pile, a range of low- to high-magnitude static displacements is considered. Likewise, for the dynamic response, varying amplitudes of vertical harmonic accelerations for a wide range of frequencies are considered. Results obtained from the experiments under both the static and dynamic loading conditions indicate that the pile head stiffness is dependent on the direction of pile head loading – that is, whether the pile is pushed or pulled. To gain further insight into such direction-dependent pile head stiffness, three-dimensional non-linear finite-element analyses are carried out. Numerical results show very good agreement with the experimentally measured pile head stiffnesses. Axial strains generated along the pile length due to head loadings, on the other hand, depend on the amplitude of both the static and the dynamic loadings.
Thomas Telford Ltd., 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1680/jgeot.17.p.020
DOI ID：10.1680/jgeot.17.p.020, ISSN：0016-8505, eISSN：1751-7656, ORCID：58919058 - Influence of pile radius on the pile head kinematic bending strains of end-bearing pile groups
Mostafa Faghihnia Torshizi; Masato Saitoh; Guillermo M. Álamo; Chandra Shekhar Goit; Luis A. Padrón
Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 巻：105, 開始ページ：184, 終了ページ：203, 2018年02月, ［査読有り］
An analytical solution is developed for the kinematic response of a group of end-bearing fixed-head cylindrical vertical piles embedded in a homogeneous elastic stratum subjected to vertically-propagating harmonic shear waves. Pile-soil interaction, incorporating group effects in a pile group, is represented through a simplified beam-on-dynamic-Winkler-foundation (BDWF) model with realistic frequency-dependent springs and dashpots. Expressions for interaction factors and curvature ratios atop the foundation are presented considering different boundary conditions at the tip of the piles. To investigate the fundamental characteristics of kinematic bending in end-bearing pile groups when kinematic interaction dominates, kinematic bending strains at the head of each pile are expressed in terms of the slenderness ratio. The methodology is verified by comparison against results of a coupled finite element-boundary element (FE-BE) model. Obtained results indicate that kinematic bending strains of end-bearing single piles and piles in a group follow the same trend, with values being almost coincident in the case of slender piles. In addition, boundary conditions at the pile tip markedly affect the kinematic bending at the pile head.
Elsevier Ltd, 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2017.10.007
DOI ID：10.1016/j.soildyn.2017.10.007, ISSN：0267-7261, eISSN：1879-341X, ORCID：58919103, SCOPUS ID：85037538875, Web of Science ID：WOS:000423893000017 - Dynamic Pile-to-Pile Interaction Factors for Inclined Pile Groups
Goit CS; Saitoh M.
Proceedings of the 5th International Conference on Engineering, Energy and Environment, 開始ページ：165, 終了ページ：170, 2017年11月, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Pile-to-pile kinematic interaction factors for vertically-incident shear waves
Álamo GM; Saitoh M.; Goit CS; Padrón LA; Aznárez JJ; Maeso O.
2nd Global Conference on Applied Computing in Science and Engineering, 2017年07月
英語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等） - Experimental approach on the pile-to-pile interaction factors and impedance functions of inclined piles
C. S. Goit; M. Saitoh
GEOTECHNIQUE, 巻：66, 号：11, 開始ページ：888, 終了ページ：901, 2016年11月, ［査読有り］
Dynamic tests on model soil-pile systems under 1g (natural gravity) conditions are carried out to assess the effects of soil non-linearity on the horizontal pile-to-pile interaction factors of inclined piles. This paper examines 2 x 2 symmetric free-head floating inclined pile groups embedded in cohesionless soil and subjected to a low-to-high amplitude of lateral harmonic pile head loadings for a wide range of frequencies. Piles with head level centre-to-centre spacing of five times the pile diameter with three practical pile inclinations of 0 degrees (vertical), 5 degrees and 10 degrees aligned parallel to the direction of loading are reported. Results from the experiments indicate a significant impact of soil non-linearity on the horizontal interaction factors. Moreover, utilising such experimentally measured interaction factors in conjunction with available experimental solutions for horizontal impedance functions of inclined single piles, the principle of superposition is assessed in obtaining the horizontal impedance functions of inclined pile groups. Comparison between the results based on the principle of superposition and experimentally available solutions shows a good agreement for the low-to-intermediate range of loading frequency. At higher frequencies, however, loading-direction-dependent soil-pile interface non-linearities developed for inclined piles cannot be captured in a straightforward way. To this end, a multiplication factor is proposed for the superposition method.
ICE PUBLISHING, 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1680/jgeot.15.P.192
DOI ID：10.1680/jgeot.15.P.192, ISSN：0016-8505, eISSN：1751-7656, ORCID：40209803, Web of Science ID：WOS:000385390600003 - Principle of superposition for assessing horizontal dynamic response of pile groups encompassing soil nonlinearity
Chandra Shekhar Goit; Masato Saitoh; George Mylonakis
SOIL DYNAMICS AND EARTHQUAKE ENGINEERING, 巻：82, 開始ページ：73, 終了ページ：83, 2016年03月, ［査読有り］
Model tests on fixed-head floating piles embedded in dry cohesionless soil (Gifu sand) are carried out under 1-g conditions on a shaking table, to investigate the effects of local soil nonlinearity on the dynamic response of pile groups. Results obtained from these tests are employed to assess the applicability of Poulos' superposition method in determining the pile group response under different levels of material nonlinearity. A wide range of head loading amplitudes inducing low-to-high levels of soil strain are employed for a broad range of frequencies. Utilizing the aforementioned superposition method, horizontal impedance functions of a closely spaced 3 x 3-pile group are computed based on: (1) experimentally-measured values of horizontal impedance functions for a single pile, and (2) experimentally-measured pile-to-pile interaction factors. Comparisons between computed and measured impedance functions show good agreement for low to intermediate loading amplitudes, suggesting that the superposition method is valid even under moderately nonlinear conditions. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.
ELSEVIER SCI LTD, 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2015.11.001
DOI ID：10.1016/j.soildyn.2015.11.001, ISSN：0267-7261, eISSN：1879-341X, ORCID：40209804, Web of Science ID：WOS:000371361300007 - Expanded superposition method for impedance functions of inclined-pile groups
M. Saitoh; L. A. Padron; J. J. Aznarez; O. Maeso; C. S. Goit
INTERNATIONAL JOURNAL FOR NUMERICAL AND ANALYTICAL METHODS IN GEOMECHANICS, 巻：40, 号：2, 開始ページ：185, 終了ページ：206, 2016年02月, ［査読有り］
This paper presents a superposition method expanded for computing impedance functions (IFs) of inclined-pile groups. Closed-form solutions for obtaining horizontal, vertical, and rocking IFs, estimated by using pile-to-pile interaction factors, are proposed. IFs of solitary inclined piles, crossed IFs, and explicit incorporation of compatibility conditions for pile-head movements are also appropriately taken into consideration. All of these factors should be known in advance and will be computed and shown for the most relevant cases. The accuracy of the proposed closed-form solutions is verified for 2 x 2 and 3 x 3 square inclined-pile groups embedded in an isotropic viscoelastic homogeneous half-space soil medium, with hysteretic damping. The pile-to-pile interaction factors are computed by means of a three-dimensional time-harmonic boundary elements-finite elements coupling formulation. The results indicate that the IFs obtained from the proposed method are in good agreement with those obtained from the coupling formulation. Furthermore, crossed vertical-rocking IFs of solitary piles need to be appropriately considered for obtaining rocking IFs when the number of piles is small. Copyright (C) 2015 John Wiley & Sons, Ltd.
WILEY-BLACKWELL, 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1002/nag.2389
DOI ID：10.1002/nag.2389, ISSN：0363-9061, eISSN：1096-9853, ORCID：40209802, Web of Science ID：WOS:000368153800002 - Effects of soil nonlinearity on the lateral impedance functions of inclined single piles
Goit CS; Saitoh M.
17th JSCE International Summer Symposium, 2015年09月
英語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等） - Model Tests on Horizontal Impedance Functions of Fixed-Head Inclined Pile Groups under Soil Nonlinearity
Chandra Shekhar Goit; Masato Saitoh
JOURNAL OF GEOTECHNICAL AND GEOENVIRONMENTAL ENGINEERING, 巻：140, 号：6, 2014年06月, ［査読有り］
The effects of soil nonlinearity on the dynamic behavior of fixed-head floating inclined pile groups are investigated experimentally in the form of horizontal impedance functions (IFs) and internal forces in piles. A 2x2 model of inclined pile groups embedded in dry cohesionless soil and subjected to a broad range of lateral harmonic loadings at the pile-cap level are examined. Piles with a spacing-to-the-diameter ratio (s/d) of 5 with practical pile inclinations of 0, 5, and 10 degrees along the direction of loading are reported. Results show a profound impact of local nonlinearity and resonance of soil on the horizontal impedance functions. The inclined pile groups show higher values of horizontal IFs than the vertical pile group, in accordance with the general understanding. Influence of pile inclinations on the horizontal IFs is further examined through the variation of soil reactions along the depth of the piles. Semiempirical expressions for estimating the soil reactions, as a function of pile inclinations, are proposed. As for the internal forces in piles, bending strains for the inclined piles are smaller than the vertical pile; the axial strains show an opposite behavior. (C) 2014 American Society of Civil Engineers.
ASCE-AMER SOC CIVIL ENGINEERS, 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0001127
DOI ID：10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0001127, ISSN：1090-0241, eISSN：1943-5606, ORCID：40209806, Web of Science ID：WOS:000336250200019 - 近傍地盤の局所非線形性を考慮した斜杭基礎の動的水平インピーダンス特性に関する実験的研究
齊藤正人; Goit CS
第14回日本地震工学シンポジウム論文集, 開始ページ：3772, 終了ページ：3777, 2014年
日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等） - 斜杭基礎のキネマチック・インターラクションに関する研究
Takashi TAZOH; Jiho JANG; Yoichi TAJI; Hiroyuki KIMATA; Yasunobu SAKAI; Masato SAITOH; Chandra GOIT
土木学会論文集A1（構造・地震工学）, 巻：70, 号：1, 開始ページ：51, 終了ページ：66, 2014年, ［査読有り］
Japan Society of Civil Engineers, 日本語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.2208/jscejseee.70.51
DOI ID：10.2208/jscejseee.70.51, ISSN：2185-4653, eISSN：2185-4653, ORCID：58919021 - Effects of soil nonlinearity on the active length of piles embedded in cohesionless soil: model studies
C. S. Goit; M. Saitoh; H. Oikawa; H. Kawakami
Acta Geotechnica, 巻：9, 号：3, 開始ページ：455, 終了ページ：467, 2013年06月, ［査読有り］
Springer Science and Business Media LLC, 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1007/s11440-013-0257-0
DOI ID：10.1007/s11440-013-0257-0, ISSN：1861-1125, eISSN：1861-1133, ORCID：40209805, Web of Science ID：WOS:000336262100008 - Applicability of principle of superposition in obtaining horizontal impedance functions of pile groups under soil nonlinearity
Chandra S. Goit; Masato Saitoh; George Mylonakis
ECCOMAS Thematic Conference - COMPDYN 2013: 4th International Conference on Computational Methods in Structural Dynamics and Earthquake Engineering, Proceedings - An IACM Special Interest Conference, 開始ページ：1145, 終了ページ：1151, 2013年06月, ［査読有り］
The effects of soil nonlinearity on the pile-to-pile horizontal interaction factors and horizontal impedance functions of piles through model testing are investigated. Separate experiments with a solitary pile and closely spaced 3×3-pile groups with spacing to diameter ratio of 2.5 embedded in cohesionless soil, are considered. Lateral harmonic pile-head loadings in the form of accelerations with amplitudes of 0.2, 0.5, 1 and 2 m/s2 for a wide range of frequencies are reported. Results obtained from model soil-pile systems encased in a laminar shear box show that local nonlinearity and resonant behavior of soil have a significant impact on both the interaction factors and the impedance functions. Utilizing the measured values of horizontal impedance functions of a single pile and the horizontal pile-to-pile interaction factors, Poulos' superposition method is assessed in obtaining the horizontal impedance functions of the pile group. Comparisons between computed and experimentally measured values show very good agreement, suggesting that the principle of superposition is applicable under nonlinear conditions.
National Technical University of Athens, 英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
SCOPUS ID：84898940390 - Model tests on horizontal pile-to-pile interaction incorporating local non-linearity and resonance effects
Chandra Shekhar Goit; Masato Saitoh; George Mylonakis; Hideji Kawakami; Hiroki Oikawa
SOIL DYNAMICS AND EARTHQUAKE ENGINEERING, 巻：48, 開始ページ：175, 終了ページ：192, 2013年05月, ［査読有り］
Dynamic experimental studies on horizontal interaction factors for laterally loaded model soil-pile systems subjected to low-to-high amplitude pile head loading are reported, focusing on the effect of dynamics and local non-linearity. Results obtained from dynamic experiments with different amplitudes of harmonic lateral loading on instrumented model soil-pile systems conducted on a shaking table indicate that the resonance of soil-pile system shows a profound impact on the horizontal interaction factors. Furthermore, behavior of the soil-pile system becomes highly non-linear with increasing amplitude of loading, as the extent of local non-linearity around the pile increases. Consequently, group effects cannot be predicted by using established approximate equations based on the assumption of linear viscoelastic behavior. To this end, new semi-empirical equations are proposed for obtaining the horizontal interaction factors, as an extension of available approximate equations to incorporate the local non-linear behavior of soil-pile system for both small and large pile spacings. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.
ELSEVIER SCI LTD, 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2013.02.002
DOI ID：10.1016/j.soildyn.2013.02.002, ISSN：0267-7261, ORCID：40209808, Web of Science ID：WOS:000317877900014 - Model tests and numerical analyses on horizontal impedance functions of inclined single piles embedded in cohesionless soil
Chandra Shekhar Goit; Masato Saitoh
EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING VIBRATION, 巻：12, 号：1, 開始ページ：143, 終了ページ：154, 2013年03月, ［査読有り］
Horizontal impedance functions of inclined single piles are measured experimentally for model soil-pile systems with both the effects of local soil nonlinearity and resonant characteristics. Two practical pile inclinations of 5A degrees and 10A degrees in addition to a vertical pile embedded in cohesionless soil and subjected to lateral harmonic pile head loadings for a wide range of frequencies are considered. Results obtained with low-to-high amplitude of lateral loadings on model soil-pile systems encased in a laminar shear box show that the local nonlinearities have a profound impact on the horizontal impedance functions of piles. Horizontal impedance functions of inclined piles are found to be smaller than the vertical pile and the values decrease as the angle of pile inclination increases. Distinct values of horizontal impedance functions are obtained for the 'positive' and 'negative' cycles of harmonic loadings, leading to asymmetric force-displacement relationships for the inclined piles. Validation of these experimental results is carried out through three-dimensional nonlinear finite element analyses, and the results from the numerical models are in good agreement with the experimental data. Sensitivity analyses conducted on the numerical models suggest that the consideration of local nonlinearity at the vicinity of the soil-pile interface influence the response of the soil-pile systems.
SPRINGER, 英語, 研究論文（学術雑誌）
DOI：https://doi.org/10.1007/s11803-013-0158-0
DOI ID：10.1007/s11803-013-0158-0, ISSN：1671-3664, ORCID：40209807, Web of Science ID：WOS:000316213800013 - Seismic Behavior of Batter-Pile Foundation: Centrifuge Tests and Analytical Study
Tazoh T.; Sato M.; Jang J.; Taji Y.; Kimata H.; Kobayashi N.; Saitoh M.; Goit CS; Gazetas G.
The 3rd International Symposium on Advances in Urban Safety, 2012年11月
英語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等） - Model tests on validation of principle of superposition in obtaining pile groups’ horizontal impedance functions under soil non-linearity
Goit CS; Saitoh M.; Mylonakis G.
Proceedings of the International Symposium on Earthquake Engineering, Japan Earthquake Engineering Association, 巻：1, 開始ページ：191, 終了ページ：198, 2012年
英語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等） - Advanced numerical modelling in tunnel design – The example of a major project in the UK
Goit CS; Kovacs A.; Thomas A.
2nd International FLAC/DEM Symposium, 2011年
英語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等） - Experimental Studies on Non-Linear Response of Soil-Pile-Structure Systems Subjected to Strong Ground Motion
Goit CS; Saitoh M.; Kawakami H.; Nishiyma S.
14th World Conference on Earthquake Engineering, 2008年, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
- Significance of nonlinear soil-structure interaction (SSI) on the seismic performance of micropiles-retrofitted pile foundations
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(C), 2022年04月 - 2025年03月
Goit Chandra, 埼玉大学, 研究代表者
配分額（総額）：4160000, 配分額（直接経費）：3200000, 配分額（間接経費）：960000
課題番号：22K04280 - 小地震の計測振動特性に基づく基礎構造物の高精度な大地震時応答予測手法の確立
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 2021年04月 - 2024年03月
齊藤 正人; Goit Chandra, 埼玉大学
配分額（総額）：17030000, 配分額（直接経費）：13100000, 配分額（間接経費）：3930000
既設構造物の大地震に対する高精度な応答予測手法の確立は、近年のインフラマネジメントと都市のレジリエンス改善に向けた国内外の取り組みにおいて極めて重要かつ喫緊の課題である。近年の大地震では、基礎構造物に甚大な被害が及ぶ事例が報告されており、予測手法の精度を上げるためには地盤－基礎系の非弾性挙動を考慮しなければならない。私たちは、杭基礎構造物の小変形から大変形に至るまでの動特性が、静的骨格曲線と微小振動時に観測される振動数依存性の２つの性質から予測できることを、世界に先がけて解明した。
そこで本研究ではこの性質を利用し、実構造物の小地震による計測振動特性に基づいた、大変形にいたる地盤-基礎系の動的挙動を予測する技術を、AI技術の一つである深層強化学習（DQN）を用いて開発し、模型振動実験を用いて検証を行う。この方法をさらに大型基礎に適用し、同手法の拡充と発展を目ざす。
令和3年度に得られた成果として、杭基礎構造物に支持される構造物の小地震時における地表面とフーチング・構造物の応答波形を計測することで、杭基礎構造物の動的ばね特性（インピーダンス関数と呼ぶ）を推定する方法を提案したことにある。従来の方法では、インピーダンス関数の特徴となる振動数依存性、つまり加振する振動数によってばねや減衰の特性が変わる性質を捉えることが困難であった。本提案手法では、AI技術を用いることで詳細な振動数依存性の特徴を捉えることが可能となっている。精度に関しては改善の余地は残されているものの、インピーダンス関数の局所的な特徴を捉えた研究はこれまでに例がなく、独創性の高い極めて重要な成果が得られている。
課題番号：21H01414 - 杭基礎系の降伏を許容したキャパシティデザインのための応答評価手法の高度化
日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 2018年04月 - 2021年03月
齊藤 正人; Goit Chandra, 埼玉大学, 研究分担者
配分額（総額）：13000000, 配分額（直接経費）：10000000, 配分額（間接経費）：3000000
近年の大地震では、基礎構造物に甚大な被害が及ぶ事例が報告されている。地盤-基礎系に伝達される力の増加により、系は非弾性的な挙動を示し、波動現象と破壊現象が共存する複雑な状況を生み出す。本研究では、非弾性特性を代表する耐力や降伏挙動を対象に振動数依存性の有無と現象解明を模型実験と有限要素法による数値解析で評価した。さらに非弾性特性と振動数依存性が構造物に及ぼす影響の優位性とそのメカニズムを明らかにした。本研究では、両特性を考慮した応答評価手法を提案し、実験で得られた動特性を再現することに成功した。最後に、同手法の適用範囲を降伏程度に応じて使い分けることの可能性を提言するに至った。
課題番号：18H01517 - Impedance functions of an interlocking Steel Pipe Sheet Pile (SPSP) caisson foundation under nonlinear soil-structure interaction (SSI)
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 若手研究(B), 2017年04月01日 - 2019年03月31日
Goit Chandra, 埼玉大学
配分額（総額）：4290000, 配分額（直接経費）：3300000, 配分額（間接経費）：990000
地盤と構造物の動的相互作用の影響を考慮して、鋼管矢板井筒基礎の非線形動的応答を1g条件下でのモデル試験を通して研究を実施した。 本研究では、乾燥砂に埋め込まれた長さ960 mmの20本の中空円形アルミニウムパイプからなる円形1/16.5モデルを検討した。広範囲の振動数領域と載荷領域を対象に、有効入力動特性（KIF）および基礎天端位置での水平インピーダンス関数（hIFs）を求めた。本研究により、KIFとhIFsの両方が地盤の非線形性に強く依存していることを示している。 これらの結果は、地盤を弾性または粘弾性材料と見なす従来の仮定は、常に安全側の評価になるとは限らないことを示唆している。
課題番号：17K14713 - 強震時における高層建物支持機構の解明と非線形メカニカルインターフェースの創成
日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 特別研究員奨励費, 2015年04月24日 - 2016年03月31日
齊藤 正人; GOIT CHANDRA, 埼玉大学
配分額（総額）：1200000, 配分額（直接経費）：1200000
本研究では、地盤‐基礎系の動特性を模擬したMechanical Interface (MI)の創出を目的とする。近年の地震被害を鑑みれば、地盤の破壊や杭の損壊など、基礎‐地盤系に非線形性が生じていることは明らかである。特に、建設需要の高い高層建築や高層タワーでは基礎に過大な回転モーメントが作用する傾向が強く、基礎を構成する杭に著しい押し込み-引き抜きの動的鉛直力が作用することになる。こうした特性をMIとして構築するためには、地盤の非線形性が杭基礎-地盤系の鉛直インピーダンス特性に及ぼす影響について評価する必要がある。
そこで本研究は、強震時の地盤の非線形性を考慮した杭基礎の鉛直特性に関する模型実験を実施した。本実験では、アクチュエータ（埼玉大学所有）を用い、１）単杭基礎の鉛直動的加振試験によるインピーダンス特性の評価、２）鉛直載荷による杭間相互作用係数の評価、３）群杭基礎の鉛直加振試験によるインピーダンス特性の評価、の３つを対象に模型振動実験を実施した。本実験で使用した地盤材料は、乾燥砂（岐阜砂）を用いており（層厚1000mm, Dr=77.5%）、これと杭模型をせん断土槽内(1200 mm × 800 mm × 1000 mm)に設置した。本システムの物理諸元は香川・国生の力の比を一定とした相似則に基づきモデル化を行った。杭はアクリル製で直径40 mm、杭長750 mmとした。杭頭への動的載荷荷重（加速度を調整）を７ケース(20、50、100、200、300、400、500 gal)とした。入力レベルの違いが周辺地盤に塑性化などの非弾性特性を生じさせるため、このような幅広い載荷振幅で実験を実施した。本研究により、鉛直動に関する動的支持力特性、杭間相互作用係数の動特性が幅広い非線形領域と振動数領域において解明され、多くの重要な知見を蓄積するに至った。
課題番号：15F14367 - 地盤の非線形性を考慮した群杭基礎の杭間相互作用とインピーダンス特性の実験的評価
日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 基盤研究(C), 2011年 - 2013年
齊藤 正人, 埼玉大学
配分額（総額）：5460000, 配分額（直接経費）：4200000, 配分額（間接経費）：1260000
本研究は、建物を支持する群杭基礎の強震時におけるインピーダンス特性について、模型実験を実施してその動特性を評価したものである。インピーダンス特性とは、建物を支持する基礎と地盤のばね特性を呼称するものであり、特に動的な効果を含めたばね特性を意味する。近年観測されるような強震時には、基礎近傍に地盤材料の非線形性が生じる。そのため、従来知られている線形弾性を仮定したインピーダンス特性とは異なることが予想される。本研究では、杭間の相互作用特性の評価、インピーダンス特性の評価と評価式を構築した。本研究により、地盤の非線形性はインピーダンス特性に著しい変化をもたらすことが明らかとなった。
課題番号：23560562