高水圧下のシールド覆工設計外力に関する浸水実験

点击翻译按钮获取中文摘要

シールド設計用土水圧算定に用いられるいわゆる土水一体の概念は,土水圧挙動が不明確とされる粘性土地盤のシールドトンネルにおいて,掘削中および掘削後のセグメント構造体の安定を保障するために提案されたシールド覆工設計特有の考え方である.しかし,この考え方は理論的な裏付けがなされていないこと,さらに近年のコストダウン化の流れによる設計土圧の合理的算定法の提案が期待されているなどから,この考え方の矛盾点を理論的に明らかにし,さらにはこれに変わる考え方を提示する必要がある.本年度は,昨年度に得られた実験結果:水平方向全土圧および間隙水圧挙動が透水係数によって異なる;同じ透水係数の地盤でも飽和度によってそれらの挙動に差異がある,をもとに,高水圧下の粘性土地盤をモデル化した浸水実験では土水一体の考え方が説明できないことを指摘した.さらに,施工時などの短期荷重は「過小間隙水圧」という新たな仮定を設けると,理論的に土水圧を評価することが可能であることを示した上で,新たな設計の考え方を理論的に導くことができた.この考え方を用いれば,地盤物性のうち特に透水係数と飽和度に着目することによって,短期荷重と長期荷重(現行の土水分離)の時間的境界を設定して設計上差し支えないこと,また短期荷重は新しい考え方で算定しても実験スケールでは問題がないことを明らかにした.現在,実験結果と現場計測事例との比較検討を行った上で,特に水圧の影響が卓越している粘性土地盤における新しい設計外力(土圧・水圧)算定方法を提案する最終段階に入っている.