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老朽化トンネルの破損メカニズム解明と最適対策工の選定及び評価手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18560484
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 地盤工学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

張 鋒  名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (70303691)

研究分担者 中井 照夫  名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (00110263)
前田 健一  名古屋工業大学, 工学研究科, 准教授 (50271648)
檜尾 正也 (桧尾 正也)  名古屋工業大学, 工学研究科, 助教 (00335093)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,890千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 390千円)
2007年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
キーワード構成式 / 軟岩 / 長期安定性 / トンネル / 覆工 / 劣化 / 対策工 / 土質力学
研究概要

老朽化している二つの導水路トンネルについて、覆工変状のメカニズムとその対策工の有効性を検討し、提案する解析手法の信頼性を確認した。特定する地盤条件、トンネル構造物に限定しているため、適用の一般性がまだ不十分である。より信頼性のある評価手法を確立するために、一般性を有する代表地盤における種々の支保工の組み合わせを系統的に検討した。平成19年度には、覆工変状の対策工として使われている鋼製アーチ工、コンクリート内巻き、覆工背後地盤の空洞の充填、ロックボルトの打設について、内巻きの厚さ、空洞充填材、ロックボルト長などをパラメータとし、それぞれ単独で使う場合の効果とそれらの併用時の効果を検討した。想定したさまざまな組み合わせパターンの解析結果に基づいて、最適対策工の選出を行った。また、同一条件での破壊実験により本研究におけるトンネル模型実験が高い再現性を有していることを確認した。また、本研究では、解析手法の検証に必要な長期的な挙動データを得ることを目的として、クリープ、ひずみ軟化、ダイレイタンシー挙動などの軟岩の特徴的な力学挙動を再現できる人工軟岩を作成し、これを用いたトンネル模型の載荷破壊実験と載荷荷重を保持するクリープ実験を実施した。さらに、同一条件での破壊実験により本研究におけるトンネル模型実験が高い再現性を有していることを確認した。クリープに起因するトンネル周辺地盤(塑性領域の拡大等)の時間依存性挙動を模擬できることが明らかになった。さらに、クリープ期間中、ひずみの深度分布のピークが深部に移行する、すなわち応力再配分といった特徴的な挙動を模擬できることなど、実際の挙動に近いと想定される特徴的な挙動を模擬できることが明らかになった。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (12件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] 軟岩地山におけるトンネルの長期変形挙動に関するモデル実験の解析と評価2008

    • 著者名/発表者名
      関根裕治・八代義信・田坂嘉章・黒瀬浩公・大森剛志・張鋒
    • 雑誌名

      第37回岩盤力学に関するシンポジウム講演集 37巻(CR-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 軟岩地山におけるトンネルの長期変形挙動に関するモデル実験の解析と評価2008

    • 著者名/発表者名
      関根 裕治、八代 義信、田坂 嘉章、黒瀬 浩公、大森 剛志、張 鋒
    • 雑誌名

      第37回岩盤力学に関するシンポジウム講演集 37巻(CR-ROM)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] トンネルの長期変形挙動に関するモデル実験及び解析評価手法の研究-その1:軟岩のクリープを考慮したトンネル模型実験-2007

    • 著者名/発表者名
      黒瀬浩公, 田坂嘉章, 関根裕治, 八代義信, 亀谷裕志, 張鋒
    • 雑誌名

      第42回地盤工学研究発表会講演集 42巻(CR-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] トンネルの長期変形挙動に関するモデル実験及び解析評価手法の研究-その2:ひずみ軟化型弾粘塑性構成モデルの拡張と三軸試験への適用-2007

    • 著者名/発表者名
      田坂嘉章, 東均, 大森剛志, 関根裕治, 張鋒
    • 雑誌名

      第42回地盤工学研究発表会講演集 42巻(CR-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] トンネルの長期変形挙動に関するモデル実験及び解析評価手法の研究-その3:ひずみ軟化型弾粘塑性構成モデルによるトンネル模型実験の解析-2007

    • 著者名/発表者名
      大森剛志, 黒瀬浩公, 田坂嘉章, 関根裕治, 張鋒
    • 雑誌名

      第42回地盤工学研究発表会講演集 42巻(CR-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Explanation of Cyclic mobility of soils : approach by stress-induced anisotropy2007

    • 著者名/発表者名
      F. Zhang, B. YE, T. Node, M. Nakano, K. Nakai
    • 雑誌名

      Soils and Foundations Vol.47, No.4

      ページ: 635-648

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] トンネルの長期変形挙動に関するモデル実験及び解析評価手法の研究-その1:軟岩のクリープを考慮したトンネル模型実験-2007

    • 著者名/発表者名
      黒瀬 浩公, 田坂 嘉章, 関根 裕治, 八代 義信, 亀谷 裕志, 張 鋒
    • 雑誌名

      第42回地盤工学研究発表会講演集 42巻(CR-ROM), No.774

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] トンネルの長期変形挙動に関するモデル実験及び解析評価手法の研究-その2:ひずみ軟化型弾粘塑性構成モデルの拡張と三軸試験への適用-2007

    • 著者名/発表者名
      田坂 嘉章, 東均, 大森 剛志, 関根 裕治, 張 鋒
    • 雑誌名

      第42回地盤工学研究発表会講演集 42巻(CR-ROM), No.775

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] トンネルの長期変形挙動に関するモデル実験及び解析評価手法の研究-その3:ひずみ軟化型弾粘塑性構成モデルによるトンネル模型実験の解析-2007

    • 著者名/発表者名
      大森 剛志, 黒瀬 浩公, 田坂 嘉章, 関根 裕治, 張 鋒
    • 雑誌名

      第42回地盤工学研究発表会講演集 42巻(CR-ROM), No.776

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] トンネルの長期変形挙動に関するモデル実験及び解析評価手法の研究-その1 : 軟岩のクリープを考慮したトンネル模型実験-2007

    • 著者名/発表者名
      黒瀬浩公, 田坂嘉章, 関根裕治, 八代義信, 亀谷裕志, 張鋒
    • 雑誌名

      第42回地盤工学研究発表会講演集 42巻(印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] トンネルの長期変形挙動に関するモデル実験及び解析評価手法の研究-その2 : ひずみ軟化型弾粘塑性構成モデルの拡張と三軸試験への適用-2007

    • 著者名/発表者名
      田坂嘉章, 東均, 大森剛志, 関根裕治, 張鋒
    • 雑誌名

      第42回地盤工学研究発表会講演集 42巻(印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] トンネルの長期変形挙動に関するモデル実験及び解析評価手法の研究-その3 : ひずみ軟化型弾粘塑性構成モデルによるトンネル模型実験の解析-2007

    • 著者名/発表者名
      大森剛志, 黒瀬浩公, 田坂嘉章, 関根裕治, 張鋒
    • 雑誌名

      第42回地盤工学研究発表会講演集 42巻(印刷中)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Tests on shear strength and creep behavior of sedimentary soft rock under triaxial and plane-strain conditions2007

    • 著者名/発表者名
      H. Aung, K. Naito, M. Iwata, B. Ye, A. Yashima, F. Zhang
    • 学会等名
      Proc. of the 13th Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering
    • 発表場所
      Kolkota
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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