| 研究課題/領域番号 |
12555141
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
地盤工学
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
中井 照夫 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (00110263)
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| 研究分担者 |
張 鋒 岐阜大学, 工学部, 助教授 (70303691)
檜尾 正也 名古屋工業大学, 工学研究科, 助手 (00335093)
前田 健一 名古屋工業大学, 工学研究科, 助教授 (50271648)
鈴木 誠 清水建設技術研究所, 部長
橋本 正 地域, 地盤・環境研究所, 所長
星川 拓哉 名古屋工業大学, 日本学術振興会特別研究員
深沢 成年 日本鉄道建設公団, 計画課長
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
12,700千円 (直接経費: 12,700千円)
2002年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2001年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2000年度: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
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| キーワード | トンネル / 施工過程 / 有限要素法 / モデル実験 / 構成式 / 浅層 / 土圧 / 地表面沈下 / モデル試験 / 数値解析 |
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| 研究概要 |
本研究では、まず地盤材料の構成式とその応用に関する今までの研究成果をベースに、浅層トンネルの掘削問題を地盤と構造物の3次元相互作用問題として捉え、地盤材料の変形・強度特性、トンネルの剛性、トンネルと地盤の摩擦特性、トンネルの掘削順序と含む施工プロセスを考慮した有限要素解析を行い、掘削時の地盤およびトンネル本体の応力・変形挙動を解析的に調べた。特に、全断面を同時に掘削しない非円形・大断面の掘削では、最終断面形状やトンネルの剛性が同じでも掘削順序が異なればトンネルの土圧のみならず地盤の変形も大きく異なる。したがって、掘削順序を変える掘削をシミュレイト出来る3次元モデル試験も合わせて行い、解析・実験の両面からその影響について検討した。さらに、掘削順序の異なる浅層トンネル問題で、現場を想定した解析も行い、解析法の実際問題への適用性について検討を加えた。以上の成果をもとに、掘削順序を含む施工プロセスの影響を考慮出来る浅層トンネル施工時の地盤の応力・変形挙動を総合的に評価できる解析法を開発した。なお、現行の剛塑性論の基づくすべり線理論でトンネル土圧を、掘削断面のvolume lossと正規曲線で地表面沈下を予測する方法ではこのような施工プロセスは言うに及ばず地盤材料の物性の影響も考慮できない。ここでは地盤材料の力学特性(特にダイレイタンシー特性と3次元効果)や施工過程の違いが地盤の変形・破壊挙動に大きく影響するという研究成果に基づき、合理的な設計法が求められているトンネル掘削問題(特に浅層地盤)で物理的意味の明確な変形・土圧予測法を提案したことになる。そして、その信頼性をモデル実験、現場実測直により検証し、新しい浅層トンネル掘削技術の開発へと発展させた。
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