トンネル切羽の安定度評価システムの開発とその現場適用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550496
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 進士 正人 山口大学, 工学部, 助教授 (40335766)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 清水 則一 山口大学, 工学部, 教授 (70150357) ; 中川 浩二 山口大学, 工学部, 教授 (40026216)
• Keywords: トンネル / 現場計測 / 岩盤 / 写真測量 / 切羽安定評価

Research Abstract

トンネル切羽の安定度評価システムの基幹技術となる3次元写真測量技術の精度検証と現場適用性に関する検討を行った.写真測量とは,被写体を異なる位置から撮影し,複数枚の写真をコンピューターで立体視処理することにより,3次元の位置を自動的に計測する技術である.本研究で目指しているシステムは,写真測量により切羽の幾何学的形状,変形挙動を面的にしかも簡便に計測することで,同一切羽の変形測定の可能性を追求するものである.
昨年度の研究において,3次元の既計測基準点が7点以上必要という制限を遵守するには,切羽での設置作業や計測が伴うため問題が多いことが明らかになった.そこで,切羽面に直接ではなく切羽面から若干離れた計測点を利用して切羽の形状を計測する方法を考案した.トンネル建設工事において,トンネルの天端,側壁に計測ピンを打設しその変形挙動を計測することはしばしば実施されるため,その点を3次元切羽写真測量の基準点として活用することとした.しかし,この方法では計測精度が低下することが予想されるので切羽内に,座標値を与えない「準点」を新たに設定することとし,その数,位置の違いによる精度について評価した.
次に,実際の切羽変形挙動を再現するために,厚さ9mmの発泡スチロール版を切羽を模擬した壁面に接着するまえと後とで切羽写真をそれぞれ計測し写真測量を実施した.
それらの検討の結果,1)準点数と準点の設置位置について解析値の精度により影響を与えるのは設置位置であり,切羽面を囲むよう準点を設置することが計測精度を向上させるために最も有効であることが明らかとなった.
2)デジタル写真測量から切羽面変形挙動をミリ精度で捉えることがほぼ可能とあることがわかった.
今後は,写真測量プログラムを改良し,複数回の計測結果の差を計測できるような改良により変形挙動の発生位置,量を面的に把握するように研究を進めていく予定である.

Research Products

• [Publications] M.Shinji, S.Morimoto, M.I.Junica, K.Nakagawa, T.Endo: "Displacement measurement on tunnel face by using photo servey and its estimation by 3D numerical analysis"Proce. of the 6^<th> Int. Symposium of Field measurements in Geomechanics - FMGM2003 / OLSO /. 665-672 (2003)
• [Publications] 竹田 浩之, 森本 真吾, 進士 正人: "トンネル切羽の安定性評価のための写真測量の適用性の検討"土木学会中国支部研究発表会概要集. 531-532 (2003)
• [Publications] 森本 真吾, 進士 正人, 中川 浩二: "地山特性の違いによるトンネル切羽挙動の把握"土木学会第58回年次学術講演概要集. III-37 (2003)