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土被りの浅い地点におけるトンネルと既設構造物の近接施工問題を取り挙げた既往の研究では、既設構造物に近接してトンネルを掘削すると、地盤内の変形はトンネルインバート付近から構造物下部地盤に向かって発生し、トンネル中心は構造物と反対方向に変位するなど、トンネルと構造物が互いに影響を及ぼすことがわかった。したがって既設構造物に近接してトンネルを掘削する場合、周辺地盤や既設構造物に及ぼす影響だけでなく、構造物がトンネルに及ぼす影響も評価しなければならない。そこで本研究では、空間の有効利用という観点から近年注目されている大深度地下におけるトンネル掘削にも着目し、構造物基礎との近接施工を考慮した上で変位・応力混合境界型のトンネル掘削模型装置を用いた2次元モデル実験と有限要素解析を実施し、大深度地下におけるトンネル－地盤－構造物の力学的な相互作用を基礎的な立場から解明することを試みた。実験および解析結果から、大深度地下における場合でも浅層トンネル掘削時と同様の傾向になることが分かった。同様の傾向とは、トンネル掘削に伴う周辺地盤の変形過程や地表面沈下は周辺構造物の影響を受け、地表面沈下形状や地盤内のせん断帯はトンネル中心線に対して左右非対称になる点、地表面沈下は基礎直下で沈下量が最大となり、トンネル掘削に伴ってせん断帯はトンネルから基礎に向かって形成される点である。大深度地下にトンネルを掘削する場合でも、浅層トンネル掘削の場合と同様にトンネルと構造物が及ぼし合う影響を考慮する必要があることが示された。また数値解析は実験結果を定性的・定量的によく捉えており、構造物と近接施工時のトンネル掘削の挙動を予測する有効なツールになるといえる。
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