| 研究課題/領域番号 |
24560563
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
杉本 光隆 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50196755)
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| 研究分担者 |
豊田 浩史 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90272864)
玉井 達毅 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30633911)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 大深度地下 / 地盤工学 / 機械力学・制御 / シミュレーション工学 / シールド工法 |
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| 研究実績の概要 |
シールド工法は，都市部にトンネルを構築するための標準工法で，シールド後方内部でトンネル覆工となるセグメントを組立てる．したがって，トンネルを計画線形に沿って構築するには，シールドの位置と向きを適切に制御する必要がある．しかし，これまでのシールド制御方法は，二次元平面内での制御を想定していること，シールドの力学的釣合いを考慮していないことから，平面曲線と縦断曲線を同時に含む線形（複合線形）に沿ってシールドを理論的に制御することは困難であった．そこで，本研究では，三次元空間でのシールドの理論的制御法を開発することを目的として，以下を実施した．
1.コピーカッター・中折れ角度の制御：三次元の解析幾何学を用いて，制約条件，トンネル計画線形，シールド外周面，トンネル掘削面を記述し，これらを基に，複合線形での制御項目の計算法を開発するとともに，シールド形状，トンネル線形を因子としたパラメータスタディを実施し，得られた結果の合理性を検討した(H24)．さらに，シールド後胴の軸方向を任意の与条件とする計算法も開発した(H25)．
2.ジャッキ力の設定：上記1で得られるコピーカッターと中折れ角度を，これまで開発してきたシールド機動力学モデルに入力し，不釣り合い力を求めることにより，ジャッキ力を設定する方法を開発した(H25)．
3.数値実験による検証：実地盤条件を考慮に入れて，数値実験用の入力物性値を設定した．次に，上記1,2で得られるシールド制御項目を，シールド機動力学モデルに入力し，シールドの力学的釣合い条件を基にシールド挙動をシミュレーションし，得られた結果を設定したトンネル計画線形と比較し，本手法の妥当性を検証した(H26)．
本研究により，今後増大すると予想される複合線形でのシールド制御が可能となり，トンネル施工精度の向上，セグメントの損傷軽減，ひいては，トンネル耐久性の向上に寄与する．
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