瀧瀬真輝

推進管の継手実大曲げ実験の数値解析

 シールド工法では,シールドは組立てた先端のセグメントから推進力を得るのに対し,推進工法では,発進立坑から掘進機に推進力を与える点が異なる.このため,推進工法では,全ての推進管が掘進機とともに前進することになるため,掘進メカニズムを解明するためには,掘進機と全ての推進管からなる管路の全体系を考慮することが必要となる.さらに,本研究で対象とする推進工法は,公共事業コスト縮減のために,立坑の数を減らし,1回の推進長を延ばすための長距離推進技術や,用地費が必要な民地を避け,公共道路下に管路を埋設するための急曲線推進技術が求められている.
 上記を踏まえて,管路の全体系を対象として,地盤と推進管の相互作用を考慮に入れて推進メカニズムを理論的に表現できる管路解析モデルを開発してきた.この管路解析モデルのうち,新たに開発した曲げ剛性を有する推進管継手モデルは,実測データを用いて検証されていない.そこで,本研究では,推進管の継手曲げ実大実験により,直線・曲線推進時に推進力伝達材が推進管に与える影響を解明するとともに,実験結果に基づき,管路解析モデルを用いて,推進管継手モデルの妥当性を検証することを目的とする.
 本解析では,推進管の継手曲げ実大実験における直線・曲線推進時に推進力伝達材が推進管に与える影響を評価するために,汎用有限要素解析ソフトDIANAを用いて,3次元FEM解析を行った.本実験の解析モデルでは.推進管に接触している推進管架台と推進管側方にあるコンクリート製の側方反力体に対して地盤ばねを適用し,その他を開放した.その結果,管路解析モデルを用いて,実験結果から得られた直線・曲線推進時の推進管継手部の変位や軸方向ひずみの傾向を適切に再現できることから,推進管継手モデルの妥当性を確認できた.

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