| 研究課題/領域番号 |
19K04594
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22030:地盤工学関連
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
崔 瑛 横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 准教授 (60583797)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 劣化 / 長期安定性 / 地震時挙動 / 膨潤性 / 内部侵食 / トンネル / 地震 / 侵食 / 膨潤 / 膨潤性地盤 / 浸透 / 変状 / 経時劣化 / 土砂化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
供用から数年～数十年経過したトンネルにおいて，周辺地山の強度の低下や透水性の変化といった地山の劣化によって，覆工の剥落や盤ぶくれ等が発生する事例がしばしば報告されている．
本研究では，膨張性鉱物を含む地山への水の流入による土砂化，および浸透に伴う細粒分流出による地山の強度と透水性の経時的変化（以下経時劣化）に着目し，粒度分布と間隙比を指標に地盤材料劣化による変化を系統的にまとめる．さらに，劣化領域の強度，浸透特性，位置，寸法，および劣化の程度等がトンネル覆工の力学挙動に及ぼす影響を明確にし，劣化による影響を考慮した覆工の設計＆補修方法の提案を目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，膨潤や土砂化といった地盤材料の経時劣化に起因するトンネルの長期安定性，および劣化領域がトンネルの地震時挙動に及ぼす影響について検討し，以下の知見を得た．
①トンネル周辺地盤の膨潤性地山の膨潤に伴い，覆工に作用する応力が大幅に増加し，さらにその分布形態も大きく変化することが分かった．②トンネルの地震時挙動については，地山劣化に伴う局所的な強度低下により，地盤とトンネル覆工の力学挙動が大きく変化する結果が見られた．③トンネル～土境界における内部侵食の発生について，トンネル～土境界では流速が早く，内部侵食が発生しやすい環境にあり，その主な理由は間隙のほか，流路が短いとの知見を得た．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，地山の経時劣化がトンネルの常時，地震時の安定性に及ぼす影響について明らかにした．特に劣化過程を再現した浸透模型実験および二次元振動台実験により得られた知見は，劣化に伴う地盤材料の変化を忠実に反映できている．
一方，本研究はトンネルのマネージメントにおいて，覆工コンクリートの劣化だけでなく，地山の劣化について着目し，それらの影響を反映するものである。地山の劣化からトンネルの安定性までの一連の繊細な検討，および地盤劣化の観点をトンネルの設計・補修に取り入れることにより，トンネルの安全な運用に大きく貢献できると考える。
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