2006 Fiscal Year Annual Research Report
掘削地盤の3次元変形・破壊メカニズムの解明と合理的な予測システムの提案
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17360224
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中井 照夫 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (00110263)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
張 鋒 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (70303691)
前田 健一 名古屋工業大学, 工学研究科, 助教授 (50271648)
檜尾 正也 名古屋工業大学, 工学研究科, 助手 (00335093)
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| Keywords | 土圧 / 周辺構造物 / モデル試験 / 有限要素法 / 構成モデル / 弾塑性 / 山留め掘削 / トンネル掘削 |
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| Research Abstract |
アルミ棒積層体を地盤として、種々の構造物基礎形式や荷重を想定し、近接構造物荷重が壁体変位や土圧におよぼす影響や、逆に壁体変位が構造物におよぼす影響について定量的な評価をした。また、構造物に影響が大きい時には構造物の沈下や傾きを低減する山留め仕様や施工方法を実験と解析から検討した。また、施工法や壁体剛性を変えた解析と実験より、個々の境界条件に対応した合理性のある許容壁体変位等を議論した。正のダイレイタンシーを示す材料だけでなく、負のダイレイタンシーを示す粘土パウダーを材料とする解析も行い、地盤の材料物性の影響についても検討した。
掘削問題では多くの場合土圧だけでなく水圧の影響を考える必要がある。現有の土・水連成解析プログラムを3次元でのトンネルや山留め掘削の施工過程を忠実に再現できるように改良し、それを用いて間隙水の影響を考えた掘削問題の解析を行った。つまり、既設構造物荷重や施工過程はもとより、間隙水の移動の影響含め、地盤の変形や作用土圧、水圧を総合的に解析した。また、より精緻な解析を行うため、構成モデル(subloading tij model)だけでなく、トンネル掘削問題ではトンネル剛性、アンカー・プレライニング等の剛性、境界面摩擦等を、山留め掘削問題では山留め壁、切梁の剛性、壁面摩擦等を考慮した。なお、摩擦特性が構造物や地盤の応力・変形与える影響については、境界面の摩擦特性を適切に表現できる弾塑性ジョイント要素を使い、これまでに種々の掘削問題等の解析に適用し、その必要性を確かめている。解析プログラムの妥当性を十分検討した後、17年度および本年度に収集した現場実測値の解析を行い、解析結果を現場実測値と比較することにより、ここでの変形解析法の実際問題への適用性を検証した。
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