2005 Fiscal Year Annual Research Report
掘削地盤の3次元変形・破壊メカニズムの解明と合理的な予測システムの提案
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17360224
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中井 照夫 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (00110263)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
張 鋒 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (70303691)
前田 健一 名古屋工業大学, 工学研究科, 助教授 (50271648)
檜尾 正也 名古屋工業大学, 工学研究科, 助手 (00335093)
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| Keywords | 土の構成モデル / トンネル掘削 / 山留め掘削 / 3次元効果 / 構造物荷重 / 施工過程 / 有限要素法 / モデル実験 |
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| Research Abstract |
1.地盤材料の構成モデルの検証と種々の材料に対するパラメータの同定
解析で用いる弾塑性モデルは、中間主応力の影響、ひずみ増分方向の応力経路依存性、(3)3次元応力条件下で応力-ひずみ-ダイレイタンシー関係におよぼす密度・拘束応力影響も考慮できるモデルである。そして、その材料パラメーターは材料が決まれば一義的に決めることが出来、密度/拘束応力の影響を受けない。その適用性を三軸試験、平面ひずみ試験、3主応力制御試験で検証した。また、構造の影響や応力誘導異方性を考慮したモデルへの拡張もはかった。また、実際の現場に多い中間土等についてもパラメーターの同定を行い、現地の地盤構成や通常の地盤調査・試験からも大略のパラメーターの推定を出来る指針を与えた。
2.既設構造物荷重がある場合の2次元および3次元トンネル掘削モデル実験と解析
アルミ棒積層体を地盤として、2次元降下床実験を行った。まずフーチング基礎だけでなく深い基礎を想定した2次元実験と解析を行い、種々の基礎形式および荷重条件下の構造物を想定した地盤の応力・変形挙動を解析と実験結果に基づいて検討した。また、3次元での切羽の進行をシミュレイトした連続降下床実験を行い、3次元効果だけでなく種々の施行過程のシミュレイションし、既設構造物がある場合のトンネル掘削過程の力学特性を明らかにした。
3.既設構造物荷重がある場合の3次元山留め掘削モデル実験と解析
モデル実験用構造物荷重載荷装置を試作し、現有の壁面の変形プロセスを変えられる3次元擁壁土圧実験装置に組み込み、既設構造物荷重がある山留め掘削時の地盤の変形・破壊挙動並びに既設構造物への影響について実験的に調べた。そして、トンネル掘削問題同様、地盤物性および壁体の変形プロセスを考慮した3次元有限要素解析を行い、山留め掘削地盤の基本的な3次元変形・破壊メカニズムを解明した。
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