| 研究概要 |
本研究は、ケーブルボルトの支保機構の解明を行うとともに、その結果を用いてケーブルボルトを支保メンバーとする空洞支保設計法を構築しようとするものである。
具体的には、ケーブルボルトの力学的挙動の分析を目的として種々のケーブルボルトの室内引抜試験を実施した。これらの実験では、供試体内の破壊モードが重要であると考えられるので、引抜試験後の供試体に対してX線CTスキャナーを用いて破壊形状を撮影・分析し、その破壊を生じさせた応力状態について検討し、次のような結果が得られた。
1)ケーブルボルトに作用する軸力を分析した。その結果,口元の軸力が増加するとケーブルボルト-グラウト境界で付着破壊が発生し,軸力の発生が奥部へ移動すると論じた。バルブストランドはプレーンストランドに比べ軸力の発生範囲が小さいことを示した。また,岩盤ヤング率が小さいと軸力発生範囲は大きくなることを明らかにした。
2)せん断抵抗をパラメータとするせん断抵抗モデル(SRM)を提案し,ケーブルボルトの構成方程式を構築した。さらに,SRMを用いて引抜荷重-変位曲線,軸力変化,軸力分布,および抵抗範囲-変位曲線をシミュレートした。また,SRMのパラメータであるせん断抵抗は岩盤ヤング率に依存することを示した。
3)SRMによるケーブルボルト特性曲線(CCC)を作成し,それを用いてケーブルボルトの打設長さに注目した支保設計を行った。その結果より,C_L級およびC_M級の岩盤にバルブストランドを打設する場合はバルブの効果が発揮されないためプレーンストランドと同等な付着長が必要であることを明らかにした。一方,固い岩盤であるC_H級にバルブストランドを打設する場合はプレーンストランドに比べ約3/4の付着長を打設する事によりプレーンストランドと同等な支保効果が得られることを示した。
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