氏名    松岡 直樹

論文題目:実測データによるシールドトンネル急曲線部の施工時荷重に関する検討

指導教員:杉本 光隆

 シールドの制御,操作は自動掘進システムにより行われている.しかし,シールド掘削に関連する地盤物性値やシールドに作用する外力,施工時荷重等については未解明な点が多く,これらのシステムはいくつかの経験的な関係を基にし,理論的な背景を持たないのが現状である.
 さらに近年のシールドトンネルは都市の過密化,コスト縮減等の影響を受け,大断面化,大深度化,急曲線化が進んでいる.それに伴いシールドトンネル施工時に,セグメントのひび割れや欠けなどの不具合が顕在化してきており,施工時の荷重を検討することが重要となってきている.
 これまでの現場実測データを用いた検証により,シールド機動力学モデルは単胴型,中折れ型ともに実際のシールド挙動を再現可能であることが確認されてきた.これらの検証に用いた現場計測データは,軟弱な沖積層や堅固な洪積層およびその互層地盤を掘進したものであり,シールド機動力学モデルは多様な掘進条件下にあるシールドの挙動を合理的に表現できるという点では,既に完成の域にあるといえる.
 そこで本研究では,シールド機動力学モデルで得られた施工時荷重の妥当性を検証することを目的として.施工時荷重による影響が顕在化している急曲線部においてシールド挙動のシミュレーションを行い,得られた施工時荷重を入力値として,セグメントの挙動を3次元FEM解析し,セグメントの変位の計測データと比較することにより,シールド機動力学モデルで得られる施工時荷重の妥当性を評価した.その結果,以下の結論を得た.
1)地盤反力係数を主働状態と受働状態で独立して設定できるようにPGを改良した.また,圧密理論により受働状態における地盤反力係数を検討した.
2)本モデルによる急曲線部でのシールド挙動シミュレーション結果は,実際のシールドの挙動と良く一致した.
3)シールド機動力学モデルにより得られた施工時荷重を入力値としたセグメント挙動の,三次元FEM解析結果は,計測結果を定量的に表現できた.
4)上記から,シールド機動力学モデルによる施工時荷重の妥当性を検証した.

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