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2021 年度 研究成果報告書

地盤材料の経時劣化に起因するトンネル変状機構の解明と設計への反映方法の提案

研究課題

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研究課題/領域番号 19K04594
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分22030:地盤工学関連
研究機関横浜国立大学

研究代表者

崔 瑛  横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 准教授 (60583797)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード劣化 / 長期安定性 / 地震時挙動 / 膨潤性 / 内部侵食
研究成果の概要

本研究では,膨潤や土砂化といった地盤材料の経時劣化に起因するトンネルの長期安定性,および劣化領域がトンネルの地震時挙動に及ぼす影響について検討し,以下の知見を得た.
①トンネル周辺地盤の膨潤性地山の膨潤に伴い,覆工に作用する応力が大幅に増加し,さらにその分布形態も大きく変化することが分かった.②トンネルの地震時挙動については,地山劣化に伴う局所的な強度低下により,地盤とトンネル覆工の力学挙動が大きく変化する結果が見られた.③トンネル~土境界における内部侵食の発生について,トンネル~土境界では流速が早く,内部侵食が発生しやすい環境にあり,その主な理由は間隙のほか,流路が短いとの知見を得た.
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自由記述の分野

地盤工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,地山の経時劣化がトンネルの常時,地震時の安定性に及ぼす影響について明らかにした.特に劣化過程を再現した浸透模型実験および二次元振動台実験により得られた知見は,劣化に伴う地盤材料の変化を忠実に反映できている.
一方,本研究はトンネルのマネージメントにおいて,覆工コンクリートの劣化だけでなく,地山の劣化について着目し,それらの影響を反映するものである。地山の劣化からトンネルの安定性までの一連の繊細な検討,および地盤劣化の観点をトンネルの設計・補修に取り入れることにより,トンネルの安全な運用に大きく貢献できると考える。

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公開日: 2023-01-30  

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