吹き付けコンクリートの支保機構に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555168
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 田村 武 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30026330)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木村 亮 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30177927) ; 建山 和由 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10179731) ; 足立 紀尚 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20026173) ; 小林 俊一 京都大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10243065) ; 岸田 潔 京都大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20243066)
• Keywords: トンネル / NATM / 土圧 / 吹き付けコンクリート / 覆土 / 土被り / ゆるみ / 地盤反力

Research Abstract

本研究では,被りの浅い未固結地山を想定して柔な支保と地山の相互作用について検討した.
用いたモデル計算によれば,吹き付けコンクリートによる支保の効果は地山の反力との相互作用を通してはじめて発揮されることがわかった.本研究の結論を以下に記す.
1.地盤反力と支保の相互作用がトンネル周辺の力学的安定にとって本質的である.
2.地盤反力はアーチ支保に発生する変形を抑止し,曲げモーメントを軽減する.
3.圧縮による破壊(圧壊)を考慮しなければ,相当薄い吹き付けコンクリートであってもトンネルを安定に保つ能力がある.
4.厚さの大きな支保では,薄い支保と比べて大きな曲げモーメントが発生し曲げ破壊を起こしやすくなることがある.
5.曲げモーメントによる引っ張り破壊は避けなければならないが,たとえ生じたとしても安定な構造を保持させるためには十分な反力がとれるような地山の状態が必要である.
これらは極めて単純なモデルを通して得られた結論であって,実際のトンネルの設計にそのまま適用されるものではない.たとえば,切羽の存在など施工過程を考慮していないことから,トンネル切羽の安定性を考慮する場合には別の角度からの慎重な確認が必要である.しかし,本研究の内容は,NATMによって施工されるトンネル周辺の力学的現象の一面を把握しているものと思われる.

Research Products

• [Publications] 田村 武: "鋼体要素からなる粒状体の上界法とその応用"応用力学論文集. 1. 407-416 (1998)
• [Publications] 田村 武: "吹き付けコンクリートの支保機構に関する数値解析的評価"土木学会論文集. No.603 III-44. 11-20 (1998)
• [Publications] Tamura Takeshi: "Mechanics of assembly of rigid particles"Proc. Localization and bifurcation theory. 1. 181-188 (1999)
• [Publications] 寺本 正: "丸棒積層体を用いたトンネル模型実験"土木学会論文集. No.631 III-48. 495-498 (1999)
• [Publications] 田村 武: "剛塑性有限要素法によるトンネル切羽の安定性評価について"土木学会論文集. No.638 III-49. 301-310 (1999)
• [Publications] 田村 武: "剛体セグメントを用いたシールドトンネルの3次元解析"土木学会論文集. (印刷中). (2000)
• [Publications] 田村 武: "連続体力学入門"朝倉書店. 148 (2000)