AKATWIJUKA RONALD

管路解析モデルによる推進管挙動の数値解析

杉本　光隆

推進工法の管路の設計において管種の選択や推進設備の検討の際，推力を精度良く算定することは安全性や経済性の面で極めて重要となる．このため，日本下水道協会では，いくつかの推進力算定式を提案しており，広く用いられている．しかし，推進力算定式より求めた推進力と，現場実測値には大きな隔たりがあるという報告が多く見られる．
推進工法における推力は，先導体先端部の地山への貫入あるいは掘削による抵抗と外周面が地山と接触する際の摩擦や付着力，管の自重による管と土との摩擦の和に見合う力で，推進諸抵抗値の総和となる．推進工法は管を地中に押込んで管路を形成するため，これらの推進諸抵抗の中で推進力に最も影響を与える要因は，管と地山との摩擦抵抗であると考えられる．推進工法では，先導体による掘削は管外形よりも大きくする．これによりできる管と地山との隙間を余掘りという．地山に管を圧入するという推進工法の機構上，この余掘りが推進力へ与える影響は非常に大きいと考えられる．しかし，推進力算定の従来モデルにおける土圧の考え方は，地盤とトンネルの間に隙間が無く，静止土圧がかかるものと仮定している．そのため，摩擦抵抗と付着力に大きな影響を与えると考えられる余掘りを考慮することができない．その代わりに，土圧としては緩み土圧を用い，推進力低減係数βを土質別に与えているが，合理的とは言えない．既往の研究で，余掘りを考慮できる全周地盤ばねモデルを用いて，管路解析モデルを開発し，仮想現場の条件で合理的な力学挙動を表現できることを確認した．本研究は，その管路解析モデルの妥当性を検証することを目的として，推進工法現場で施工時の推進管の挙動及び推進管に発生するひずみを計測するとともに，同モデルで解析を行い，両者を比較した．その結果，現場計測より，推進力は推進力伝達材の配置された範囲を中心として伝達されること開発した継手モデルを用いることにより，推進時の推進管の挙動や推進管に発生するひずみを再現できることを確認した．したがって，管路解析モデルの妥当性が確認された．

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