2023 Fiscal Year Annual Research Report
NSM-CFRP strengthening of lining-concrete for renewal of road tunnels
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21K04213
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
吉武 勇 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (10335771)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 補強 / トンネル / FRP / 覆工 / コンクリート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではトンネル覆工コンクリートの新たな補強工法の開発を目的とし，橋梁上部工の補強技術として海外で活用実績の多いNSM工法をトンネル覆工コンクリートに応用するため，補強材に炭素繊維複合材ケーブルCFCCを用いて，ポリマーセメントモルタル（PCM）で埋設するNSM-CFCC工法を開発した．実際のトンネルでは施工時のブリージング水等により，特に天端近傍に空隙が形成される事例があり，偏土圧の作用からトンネルの構造上問題となる変状が生じやすくなることが懸念される．このような状況を想定して，本研究では巻厚不足箇所のあるトンネル覆工コンクリートのNSM-CFCC工法による補強効果の評価を試みた．特にトンネル覆工コンクリートの天端部を模擬した実スケールの供試体の載荷実験を通じて，NSM-CFCC補強の効果を調べた．その結果，充填不良箇所を再現した巻厚不足供試体の載荷試験では，無補強の場合は初期ひび割れ発生直後にひび割れが貫通したが，φ13mmのCFCCで補強することで貫通ひび割れの発生を抑制でき，ひび割れ抑制・補強効果の観点から外力を受けるトンネル覆工コンクリートの補強工法として NSM-CFCC工法が有効な手段と結論づけることができた．また，有限差分解析（FDM）による要素実験のモデル化にも概ね成功し，トンネル覆工全体モデルに対するNSM-CFCC補強についてシミュレーションを行うことができるようになった．この解析モデルを用いて，トンネル覆工コンクリートのNSM-CFCC工法による補強設計にも活用できる可能性が示唆された．
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