坑道におけるロックボルト支保設計法に関する研究

• 研究課題/領域番号: 60550443
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 資源開発工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 斉藤 敏明 京大, 工学部, 講師 (90056151)
• 研究分担者: 柳谷 俊 京都大学, 工学部, 助手 (00259128) ; 松本 義雄 京都大学, 工学部, 助手 (00026022)
• 研究期間 (年度): 1985 – 1986
• 研究課題ステータス: 完了 (1986年度)
• 配分額: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 1986年度: 100千円 (直接経費: 100千円); 1985年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
• キーワード: 坑道支保 / ロックボルト / トンネル / 坑道維持

研究概要

本研究において得られた成果の主なものは次のようである。
1.三次元応力場における円形坑道切羽周辺の岩盤の変形挙動を解析し、これをデータベース化した。また、これらを用いて任意の三次元地山応力状態のもとでの変形が算出できるシステムを完成させた。
2.上記の変形を用いて、切羽近傍で打設されたロックボルトに、その後の切羽進行によって誘起される軸力分布を解析的に求めるプログラムを完成させた。
3.いくつかの地山応力状態のもとで、切羽進行によって生じるロックボルト軸力を計賛した。その結果、軸力が増加するのは切羽が坑道直径の約20%進行する間だけであることなど、従来定性的に言われていたことを定量的に示すことができた。また、本解析法が有用であることも確められた。
4.本解析法で用いている岩盤変位は、切羽進行によって必ず発生する基本的な変形であり、これによって誘起されるロックボルト軸力は言わば建付荷重に相当する。支保設計法の基本はこの建付荷重をどのように決めるかに重点をおいた。本研究ではロックボルトに畜えられるひずみエネルギー量と掘進によって解放されるエネルギー量の比を指標として設計を行う方法を提案した。
5.現場の測定データを用いて、地山応力状態や岩盤の変形係数を逆解析しこれらのデータがない場合でもロックボルト軸力を理論的に算出できる手法を確立した。
6.現場で実際に用いられている支保パターンと理論解析結果によって得られたロックボルト軸力から設計指標を求めることとし、空洞の安定状態を確かめ、これが設計指標として適当な値であるかどうかを検討する手法を検討した。