地盤物性の空間的な不均質性を考慮した山岳トンネル掘削時のトンネルの安定性評価

考虑地层物性空间异质性的山岭隧道开挖过程中隧道稳定性评价

• 批准号: 21K14382
• 负责人: 岡崎 泰幸
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Matsue National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14382/
• 关键词: 山岳ト ンネル; 空間的不均質性; 地盤物性; 数値解析; 安定性評価; 山岳トンネル

現状の数値解析を用いた山岳トンネルの設計は，地盤物性の空間的な不均質性がトンネル掘削時のトンネルの安定性に及ぼす影響に関するリスク評価を十分にできていないと考えられる．実際に近年でも，数値解析による設計時の地盤物性の空間的な不均質性に関する評価不足が山岳トンネルにおける事故発生要因の1つとなっている場合があるのが現状である．そこで，本研究では，数値解析による山岳トンネルの設計の高度化に寄与することを目的とし，今年度も昨年度に引き続き，地盤物性の空間的な不均質性を確率場理論に基づいて考慮したトンネル掘削解析のモンテカルロ・シミュレーションを実施した．そして特に，不均質地盤における設計条件（主に，初期応力）の違いがトンネル掘削時のトンネルの安定性（特に，トンネル周辺の最大せん断ひずみ）に及ぼす影響について評価した．その結果，現在において一般的に用いられている均質地盤を模擬した数値解析では，多くのケースでトンネル周辺の最大せん断ひずみを過小評価している可能性があることが明らかとなった．また，山岳トンネルの安定性の指標となる限界せん断ひずみと，各解析ケースで得られたトンネル周辺の最大せん断ひずみの最大値を比較することで，各解析ケースにおいて限界せん断ひずみを超過する確率（トンネル崩壊のリスク）を示した．これにより，地盤の不均質性の程度（地盤物性値の変動係数と空間的な変動のスケール）と初期応力の値によってはトンネル崩壊のリスクが高くなる可能性があり，特に地盤物性値の変動係数と初期応力が大きくなるほど，そのリスクが高くなりやすい傾向にあることがわかった．

The analysis of the numerical value of the present situation is used in the design of mountain production, and the spatial heterogeneity of the site physical properties is related to the stability and influence of the excavation time of the mountain production. In recent years, numerical value analysis is concerned with the spatial heterogeneity of the physical properties of the site at the time of design. In this paper, we aim to analyze the numerical value of the mountain structure and design the height of the mountain structure. This year, we introduce the theory of spatial heterogeneity of the physical properties of the site. In particular, the design conditions for heterogeneous sites (main and initial stresses), the stability of the production process during excavation (in particular, the maximum interruption of the production cycle), and the influence of environmental factors on the production process are evaluated. As a result, the probability of occurrence of multiple cycles is too small to be evaluated. In addition, the stability index of mountain life is determined by comparing the maximum value of mountain life cycle with the maximum value of mountain life cycle. The accuracy of mountain life cycle stability index is shown by comparing the maximum value of mountain life cycle with the maximum value of mountain life cycle. The degree of heterogeneity of the site (coefficient of variation of the site physical property value and spatial variation) and the probability of high initial stress value, especially the coefficient of variation of the site physical property value and initial stress value.

项目成果

EFFECT OF SPATIAL HETEROGENEOUS DISTRIBUTION OF GEOMECHANICAL PROPERTIES ON STABILITY OF TUNNEL FACE

岩土力学性质空间非均匀分布对掌子面稳定性的影响

• DOI: 10.2208/jscejusr.78.1_22
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. F2 (Underground Space Research)
• 作者: OKAZAKI Yasuyuki;HAYASHI Hisashi;FUKUMA Tomoya;MORIMOTO Shingo;OHYA Makoto;SHINJI Masato
• 通讯作者: SHINJI Masato

地山の空間的不均質性が山岳トンネル掘削時挙動に及ぼす影響

山岭隧道开挖过程中地面空间异质性对行为的影响

• 发表时间: 2021
• 期刊: トンネルと地下
• 作者: 岡崎泰幸;林久資;進士正人
• 通讯作者: 進士正人

地山物性の空間的な不均質性が切羽の安定性に及ぼす影響

岩石物性空间非均质性对工作面稳定性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 岡崎泰幸;福間友哉;大屋誠;森本真吾;林久資;進士正人
• 通讯作者: 進士正人

地山物性の空間的な不均質性が山岳トンネル掘削時の天端沈下量に及ぼす影響

山岭隧道开挖过程中岩石物性空间异质性对拱顶沉降的影响

• 发表时间: 2022
• 期刊: 建設機械
• 作者: 岡崎泰幸;大屋誠;林久資;進士正人;森本真吾
• 通讯作者: 森本真吾

Effects of Spatial Heterogeneity of Geomechanical Properties on Tunnel Behaviour during Tunnel Excavation

隧道开挖过程中地质力学性质空间非均质性对隧道行为的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Yasuyuki Okazaki;Hisashi Hayashi;Shingo Morimoto;Makoto Ohya;Masato Shinji
• 通讯作者: Masato Shinji