| 研究概要 |
本研究は,地下回転掘削において,掘削機械内への土砂の流入および排出がない場合における,かくはん抵抗およびかくはんに伴う土砂の流動状態を理論的かつ実験的に明らかにすることを目的としている.
本年度は,設計,製作したスケールモデルを用いてかくはん実験を行った.実験では,掘削土砂の物性とシールド掘進機の運転条件がかくはん抵抗,機械構造物が受ける抵抗ならびに土砂流動状態に及ぼす影響を調べた.さらに,同一条件で行った二次元個別要素法による土砂かくはん解析結果と実験結果を比較検討し,考察した.個別要素法では,土砂の粘弾性および摩擦特性を考慮している.これらの考察より,得られた主な結論は次の通りである.
(1)実機においても測定が容易なチャンバ内土圧の時間変動から,チャンバ内土砂の流動状態を推測することができる.
(2)かくはん抵抗を低減させ,流動状態を良好にし,効率的な土砂の排出を行うためには,土砂とシールド掘進機内面間の摩擦係数を低下させると効果的である.
(3)粘性土をチャンバ内においてかくはんする時,カッタヘッドの回転数とかくはん抵抗の間に線形関係が存在し,粘性抵抗を無視できない.
(4)二次元個別要素法によるチャンバ内土砂かくはん解析結果と実験結果はほぼ一致しており,個別要素法理論の妥当性が確認された.
(5)個別要素法で,粘性土のかくはん解析を行う場合は,粘着力の考慮が重要となる.
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