2007 Fiscal Year Annual Research Report

老朽化トンネルの破損メカニズム解明と最適対策工の選定及び評価手法の確立

Research Project

Project/Area Number	18560484
Research Institution	Nagoya Institute of Technology
Principal Investigator	張鋒 Nagoya Institute of Technology, 工学研究科, 教授 (70303691)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	中井照夫名古屋工業大学, 工学研究科, 准教授 (00110263) 前田健一名古屋工業大学, 工学研究科, 准教授 (50271648) 桧尾正也名古屋工業大学, 工学研究科, 助教 (00335093)
Keywords	トンネル / 土質力学
Research Abstract	平成18年度に主に老朽化している二つの導水路トンネルについて、覆工変状のメカニズムとその対策工の有効性を検討し、提案する解析手法の信頼性を確認した。特定する地盤条件、トンネル構造物に限定しているため、適用の一般性がまだ不十分である。より信頼性のある評価手法を確立するために、一般性を有する代表地盤における種々の支保工の組み合わせを系統的に検討した。平成19年度には、覆工変状の対策工として使われている鋼製アーチ工、コンクリート内巻き、覆工背後地盤の空洞の充填、ロックボルトの打設について、内巻きの厚さ、空洞充填材、ロックボルト長などをパラメータとし、それぞれ単独で使う場合の効果とそれらの併用時の効果を検討した。想定したさまざまな組み合わせパターンの解析結果に基づいて、最適対策工の選出を行った。また、同一条件での破壊実験により本研究におけるトンネル模型実験が高い再現性を有していることを確認した。また、本研究では、解析手法の検証に必要な長期的な挙動データを得ることを目的として、クリープ、ひずみ軟化、ダイレイタンシー挙動などの軟岩の特徴的な力学挙動を再現できる人工軟岩を作成し、これを用いたトンネル模型の載荷破壊実験と載荷荷重を保持するクリープ実験を実施した。さらに、同一条件での破壊実験により本研究におけるトンネル模型実験が高い再現性を有していることを確認した。クリープに起因するトンネル周辺地盤(塑性領域の拡大等)の時間依存性挙動を模擬できることが明らかになった。さらに、クリープ期間中、ひずみの深度分布のピークが深部に移行する、すなわち応力再配分といった特徴的な挙動を模擬できることなど、実際の挙動に近いと想定される特徴的な挙動を模擬できることが明らかになった。