| 研究概要 |
これまでに実施した実験的研究から,岩盤不連続面のせん断変形および強度特性に対する全面接着型ロックボルトによる補強効果についての基本的な関係が明らかになり,不連続性を考慮した岩盤挙動の解析方法に関する幾つかの手法を開発した.本研究では,これらの研究成果をトンネル・地下空洞など複雑な不連続面を有し,応力状態も複雑な岩盤にどのように適用するかについての開発研究を実施した.具体的な研究は次の項目から構成されている.
(a)全面接着型ロックボルトおよびアンカーによる岩盤補強の評価モデル作成
コンクリートおよび花岡岩供試体の不連続性岩盤モデルで得たこれまでの基礎研究の成果を整理・解析することにより,不連続面のせん断方向とボルトとの交差角,ボルト周りのグラウトの断面寸法と物性,ボルトの寸法・物性・剛性,および岩盤の物性をパラメータとする岩盤補強評価モデルを作成した.ロックボルトを不連続面に対し各種の角度で打設した供試体を用いたせん断特性の補強効果に関する実験結果と比較したところ,ロックボルトがせん断力を受けた場合の解析モデルは,適切な変形パラメータを用いて表現できることが判明した.
(b)岩盤補強評価モデルのトンネル・地下空洞への適用
空洞断面に対して不連続面の分布状態が与えられた場合を想定し,ロックボルト打設区間の岩盤とロックボルトの相互作用を,強度と変形性が改良補強された区間(等価物性置換)として捉え,ジョイント要素と結合要素の組み合わせによる弾塑性有限要素法による数値解析で表現する方法を開発した.また,掘削壁面で不連続面に囲まれたブロック(キ-ブロック)に対しては,(a)で得た解析モデルが直接適用できることが判った.さらに,不連続性岩盤のモデル化にマニフォルド法を適用した結果,不連続面と空洞との位置関係により岩盤の応力分布に大きな影響のあることを示した.
以上の検討から,実験および解析手法の開発を含めて詳細にはまだ問題が多いものの不連続性岩盤を対象とした複雑な補強効果を定量的に解明することの可能性を示したと言える.
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