| 研究概要 |
本研究は数値解析,遠心模型実験および現場計測結果の分析により先受け工の変位抑制効果と切羽安定効果の力学メカニズムを究明し、先受け工の最適設計手法の確立に寄与することを目的とする.
まず、地盤の不連続体挙動を取り扱うことの出来る個別要素法に連続体としての機能を付与させ、連続体挙動から破壊現象に至るまでを統一的に表現できるCEM(Contact Element Method)を用いて、先受け工法採用時の切羽の安定・崩壊特性、切羽周辺地盤の変形特性を明らかにした.
次に、切羽掘削過程を表現する最も有効な方法は実際の掘削機械を模擬した模型掘削ロボットを開発し,これを実施工に対応させて適用することであるが,従来このような開発・適用は行われていない.したがって,掘削工法の違いによる先受け工法の沈下抑制効果の差異などについて,十分な知見は得られていない.そこで、遠心模型実験に使用できる切羽掘削ロボットを開発することにより,先受け工法の一つであるパイプルーフ工法採否の各場合における砂質地盤の変位特性について,掘削工法を変化させることによって定量的に明らかにした.ロボットはロードヘッダを模擬して作成されており,その動きはプログラムにより3次元的に自動制御される.したがって.リングカット工法と全断面掘削工法の掘削工法の違いなどが地盤挙動にどのように影響するかを明らかにすることができた.
また,実施工における先受け工法の効果を明らかにするために、地質の異なる断面において先受け鋼管の応力測定を現場で行い、応力の絶対値や応力分布のパターンが異なることを明らかにした.打設間隔や打設範囲の妥当性を考慮し、工事の安全・品質を確保しつつ地質に応じた補助工法採用の最適化について検討した.
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