| 研究課題/領域番号 |
14550474
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造工学・地震工学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
三上 隆 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00002303)
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| 研究分担者 |
須藤 敦 (株)地崎工業, 土木技術部, 主任研究員
佐藤 京 北海道開発局土木研究所, 構造研究室, 研究員
蟹江 俊仁 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10332470)
須藤 敦史 (株)地崎工業, 土木技術部, 主任研究員
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2002年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
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| キーワード | トンネル / トンネル支保 / 鋼アーチ支保 / 吹付けコンクリート / 支保剛性 / 支保工特性曲線 / トンネル支保設計 / 鋼製支保 / 座屈特性 |
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| 研究概要 |
本研究は、トンネル支保設計の標準設計としてしばしば用いられる「地山特性曲線法」において、支保工変形量と支保工に作用する荷重(支保圧)との関係を示す「支保工特性曲線」を新たに誘導し、「吹付けコンクリート」、「鋼アーチ支保工」等の役割について理論的検討を行ったものである。具体的には、「吹付けコンクリート(円筒殻理論で定式化)」および「鋼アーチ支保工(薄肉リング理論)」の協同作用に着目し、解析解を導き考察を加えたものであり、得られた主な成果は以下である。
(1)支保剛性算定式を陽な形で提示した。剛性を特徴付ける定量的指標は、(EchL)/(EsAs)及びL/(ah)1/2である。ここで、Es、As=鋼アーチ支保工の弾性係数、断面積、Ec、h=吹付けコンクリートの弾性係数、厚さ、a=トンネル半径、及びL=鋼アーチ支保工の建て込み間隔である。
(2)吹付けコンクリート、鋼アーチ支保の多くの構造諸元に対するパラメトリックススタディによれば、薄肉リング理論から計算される従来法の支保剛性は、本算定法のそれより常に大きめの評価をし、その差は最大で20%である。
(3)鋼アーチ支保間隔Lの有効範囲を支保有効間隔L^*で記し、両者の関係を表せば「L=αL^*」となる。ここで、α=有効係数であり、αの範囲はほぼα≧0.35である。したがって、従来の支保設計において、α≦1の場合には、鋼アーチ支保に期待する効果・役割は過大である可能性が指摘できる。また鋼アーチ支保の効果は、吹付けコンクリートが若材齢のとき、および吹付けコンクリートの厚さが小さい時ほど大きくなる。
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