原位置岩盤のダイレイタンシー特性とトンネルにおける支保工の最適化

山岳トンネルへのNATMの通用において最も重要なことは原位置岩盤の力学的特性を正しく評価することである。不連続面を多く含む原位置岩盤の力学的特性の中で特にダイレイタンシー特性が適切な支保工を決定する最も重要な因子となるが、まだ十分に明らかにされていないため設計方法が確立していない。これに対し、申請者は、自然のせん断面を扱い得る岩盤用一面せん断試験機を開発し、ダイレイタンシー特性を室内試験で明らかにした上で原位置岩盤の特性を評価する目的で本研究を遂行してきた。上記岩盤用一面せん断試験機は、サーボ機構を基本に設計したものであるが、不規則な不連続面を用いる場合、制御に若干の応答遅延が認められ、微調整に問題が残されたまま現在に至っている。マイコン制御を行っていても、厳密にいえば、少し高い油圧を作用させこれをサーボ機構でえに戻すことを細かくやっている訳で、不規則な不連続面では、細かい戻りが完全に行い得ない欠点がある。しかしながら現在の方法以外にはとり得ず、この欠点の影響を検討し、それに応じた補正方法を研究中である。原位置調査における不連続面の状況調査は、孔内載荷試験とボアホールスキャナーを組合わせれば所期の目的を果すことを確認し、研究は完成している。取扱う供試体については、流紋岩、凝灰岩、せん線岩、花崗岩についてはサンプリングを行い、岩盤用一面せん断試験機を用いて、ダイレイタンシー特性と弾性波伝播挙動特性との相関性を調査し、ダイレイタンシーと拘束圧の関係について従来線形関係が多く用いられてきたが、岩種により非線形であることが本研究にて明瞭となった。したがって、63年度交付申請書に記載した計画項目の中、(1)、(2)、および(4)については、研究を完了した。これにより基礎データは入手できたので、残り(3)項のまとめも短期間に完了し、公表できるもとと考える。

山岳トンネルへのNATMの通用において最も重要なことは原位置岩盤の力学的特性を正しく評価することである。不連続面を多く含む原位置岩盤の力学的特性の中で特にダイレイタンシー特性が適切な支保工を決定する最も重要な因子となるが、まだ十分に明らかにされていないため設計方法が確立していない。これに対し、申請者は、自然のせん断面を扱い得る岩盤用一面せん断試験機を開発し、ダイレイタンシー特性を室内試験で明らかにした上で原位置岩盤の特性を評価する目的で本研究を遂行してきた。上記岩盤用一面せん断試験機は、サーボ機構を基本に設計したものであるが、不規則な不連続面を用いる場合、制御に若干の応答遅延が認められ、微調整に問題が残されたまま現在に至っている。マイコン制御を行っていても、厳密にいえば、少し高い油圧を作用させこれをサーボ機構でえに戻すことを細かくやっている訳で、不規則な不連続面では、細かい戻りが完全に行い得ない欠点がある。しかしながら現在の方法以外にはとり得ず、この欠点の影響を検討し、それに応じた補正方法を研究中である。原位置調査における不連続面の状況調査は、孔内載荷試験とボアホールスキャナーを組合わせれば所期の目的を果すことを確認し、研究は完成している。取扱う供試体については、流紋岩、凝灰岩、せん線岩、花崗岩についてはサンプリングを行い、岩盤用一面せん断試験機を用いて、ダイレイタンシー特性と弾性波伝播挙動特性との相関性を調査し、ダイレイタンシーと拘束圧の関係について従来線形関係が多く用いられてきたが、岩種により非線形であることが本研究にて明瞭となった。したがって、63年度交付申請書に記載した計画項目の中、(1)、(2)、および(4)については、研究を完了した。これにより基礎データは入手できたので、残り(3)項のまとめも短期間に完了し、公表できるもとと考える。