| 研究概要 |
本研究では,近年ニーズの高まっている超大断面トンネル支保・覆工の設計規範の確立を目的とし,土被りおよびトンネル断面形状をパラメータとした模型実験によるトンネル覆工に作用する曲げモーメントおよび土圧の検討,3次元降下床実験によるトンネル交差部の力学的挙動の把握を実施している.
トンネル覆工模型実験では,砂質地山でのトンネル掘削を想定し,土被りおよびトンネル断面形状をパラメータとする模型実験を重力場と遠心力場において実施した.その結果に基づいてトンネル覆工に作用する土圧および覆工に発生する曲げモーメント,さらにトンネル周辺に作用する土圧ならびに地表面の変位挙動に関して考察した.また,Terzaghiの土圧理論,土圧分布形状を仮定した簡易計算を用いて,トンネル覆工土圧に関する検討を行った.その結果,トンネル覆工に発生する曲げモーメントは,断面形状が偏平になるほど大きな値となる,同一の形状では,土被り比が増加しても,曲げモーメント分布と値に大幅な変化はみられない,重力場,遠心力場の各実験値は,概ね,側圧係数K_0が0.5から1.0のTerzaghiの理論値の曲線の間に存在する,等の結論を得た.
3次元降下床実験は,種々の土被りにおいて,トンネル掘削部および周辺地盤の力学挙動,地表面の変形挙動の把握を目的とし実施した.また,種々の土被り,分岐角度において,トンネル交差部掘削時の力学挙動および地表面の変形挙動の把握を目的とした3次元降下床実験を行った.掘削過程をモデル化し,連続的に降下床を下降させる場合,下降降下床のトンネル進行方向に対し後方に位置する既に下降した降下床において,土圧が大きく増加する.連続的に降下床を下降させる場合,下降降下床後方の地盤はゆるんだ状態のため,降下床下降により粒子の再配列が活発になり,降下床下降による沈下は下降降下床中心より後方で顕著になる.いずれの土被りにおいても,分岐角度が小さいほど,分岐降下床の下降による本坑降下床に作用する土圧の増加量が大きい.いずれの土被りにおいても,分岐角度が小さいほど,トンネル交差部における沈下量は増大する.特に本坑降下床と分岐降下床の接する位置の上方において沈下が大きい.等の結論を得た.
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