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2006 年度 実績報告書

老朽化トンネルの破損メカニズム解明と最適対策工の選定及び評価手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18560484
研究種目

基盤研究(C)

研究機関名古屋工業大学

研究代表者

張 鋒  名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (70303691)

研究分担者 中井 照夫  名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (00110263)
前田 健一  名古屋工業大学, 工学研究科, 助教授 (50271648)
檜尾 正也  名古屋工業大学, 工学研究科, 助手 (00335093)
キーワードトンネル / 土質力学
研究概要

地山の力学挙動はひずみ軟化現象、クリープ破壊、ひずみ速度依存性のみならず、応力経路にも大きく依存することがよく知られている。研究成果として、著者らが提案した新しい弾粘塑性構成式にはMatsuoka-Nakai規準を使うことにより、一般応力状態での適応性が確認されている。すなわち、三軸応力状態には新、旧の構成式が全く同じ挙動を示しているが、同様な地盤材料定数を用いて平面ひずみ状態の圧縮試験の応力・ひずみ・ダイレイタンシーをシミュレートすると、従来の構成式で予測した軸差応力σ_1-σ_3の理論値が実験値に比べて過大であるのに対して、新しい弾粘塑性構成式は実験値をよく表現している。また、本研究では、解析手法の検証に必要な長期的な挙動データを得ることを目的として、クリープ、ひずみ軟化、ダイレイタンシー挙動などの軟岩の特徴的な力学挙動を再現できる人工軟岩を作成し、これを用いたトンネル模型の載荷破壊実験と載荷荷重を保持するクリープ実験を実施した。トンネル模型実験に使用した人工軟岩は、軟岩の力学特性(ひずみ軟化、ダイレイタンシー、クリープ)を模擬できる材料であること、また、同一条件での破壊実験により本研究におけるトンネル模型実験が高い再現性を有していることを確認した。クリープに起因するトンネル周辺地盤(塑性領域の拡大等)の時間依存性挙動を模擬できることが明らかになった。さらに、クリープ期間中、ひずみの深度分布のピークが深部に移行する、すなわち応力再配分といった特徴的な挙動を模擬できることなど、実際の挙動に近いと想定される特徴的な挙動を模擬できることが明らかになった。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2007

すべて 雑誌論文 (3件)

  • [雑誌論文] トンネルの長期変形挙動に関するモデル実験及び解析評価手法の研究-その1 : 軟岩のクリープを考慮したトンネル模型実験-2007

    • 著者名/発表者名
      黒瀬浩公, 田坂嘉章, 関根裕治, 八代義信, 亀谷裕志, 張鋒
    • 雑誌名

      第42回地盤工学研究発表会講演集 42巻(印刷中)

  • [雑誌論文] トンネルの長期変形挙動に関するモデル実験及び解析評価手法の研究-その2 : ひずみ軟化型弾粘塑性構成モデルの拡張と三軸試験への適用-2007

    • 著者名/発表者名
      田坂嘉章, 東均, 大森剛志, 関根裕治, 張鋒
    • 雑誌名

      第42回地盤工学研究発表会講演集 42巻(印刷中)

  • [雑誌論文] トンネルの長期変形挙動に関するモデル実験及び解析評価手法の研究-その3 : ひずみ軟化型弾粘塑性構成モデルによるトンネル模型実験の解析-2007

    • 著者名/発表者名
      大森剛志, 黒瀬浩公, 田坂嘉章, 関根裕治, 張鋒
    • 雑誌名

      第42回地盤工学研究発表会講演集 42巻(印刷中)

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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