| 研究課題/領域番号 |
16360221
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造工学・地震工学・維持管理工学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
三上 隆 北海道大学, 大学院工学研究科, 教授 (00002303)
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| 研究分担者 |
蟹江 俊仁 北海道大学, 大学院工学研究科, 助教授 (10332470)
佐藤 太裕 北海道大学, 大学院工学研究科, 助手 (00344482)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| キーワード | 道路トンネル / 寒冷地 / コスト縮減 / 支保構造物 / 設計法 / 温度解析 / 構造工学 / 断熱材 |
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| 研究概要 |
トンネルの支保構造物の設計は、その多くを過去の経験に基づく設計法によるため、ややもすると地上のコンクリート構造物の設計に比べて過大な設計になりがちである。本研究では、設計段階における建設コスト縮減を意図し、さらに寒冷地特有の諸条件を加味した道路トンネルの支保構造設計法の提案を目的に行ったもので、主な成果は以下となる。
1.支保工特性曲線の提案:円筒殻理論(吹き付けコンクリート)及びリング理論(鋼アーチ支保工)に基づき、両者の相互作用を考慮した解析モデルより、支保剛性評価式を提示した。主な結果は以下となる。
(1)リング理論による従来法の支保剛性は、本算定式による支保剛性より常に大き目の評価をし、その差は最大で20%程度である。
(2)鋼製アーチ支保の有効支保間隔は、鋼製アーチ支保間隔をLと記せば、(0.35〜1)Lである。
2.トンネル延長方向の温度(気温)算定式の提案:寒冷地トンネルでは、寒さに起因する変状を防止するために、断熱材が施工されるが、その合理的な施工のためにはトンネル延長方向の温度分布が必要となる。ここでは、トンネル-地山系の熱伝達・熱伝導及びトンネル内風速を考慮した解析的モデルに基づき、温度評価式を求めた。
(1)本算定式より得られるトンネル延長方向の温度及び道内トンネルの実測値との比較によれば、両者には良好な一致が認められ、本算定式の有効性・妥当性が確認された。
(2)その結果、本算定式によれば、トンネル坑口からの断熱材の施工範囲が合理的に決定できる。
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