岩盤斜面掘削時の安定性の評価に関する研究

岩盤斜面の掘削時の変位挙動を、現場計測によって捉え、その結果を逆解析することによって、斜面の安定性を評価する方法の開発を目的として研究を実施した。まず、不連続面を有する石膏供試体を作成し、一軸及び二軸状態で圧縮試験を行い、限界ひずみと不連続面の数との関係を究明した。その結果、限界ひずみは、不連続面の数には無関係に、ほぼ一定値をとることが明らかとなった。これは、不連続面の数が増えると、強度は低下するが、弾性係数も同程度低下するため、その比として定義される限界ひずみは、ほぼ一定値となるためである。また、ボルトを挿入した場合も同様の結論を得た。この事実は、不連続面を有する岩盤の限界ひずみが、実験室におけるインタクトなコアーの結果から推定できる可能性のあることを示している。次に、単純せん断試験機を試作し、同じ石膏供試体に対しせん断試験を行い、せん断限界ひずみを測定した。せん断限界ひずみについても、圧縮限界ひずみと同様の結論が得られるか否かは、今年度の研究のみでは明らかでなく、今後さらに引き続いて研究を実施する予定である。斜面掘削時の、傾斜計による現場計測結果の逆解析法は、異方性の構成式を導入することによって、材料定数のみならず、力学モデルをも逆解析できるFEMプログラム(BAPSS)の開発に成功した。このプログラムを使用しいくつかの現場での計測結果の逆解析を試み、非常に良い結果を得た。すなわち、傾斜計による計測変位から、斜面掘削によって生じた地山のひずみを、かなり良い精度で推定でき、さらに、地山のせん断弾性係数を求め得ることが分った。ここで、地山の限界せん断ひずみが既知であれば、せん断弾性係数と限界せん断ひずみを乗ずることによって地山のせん断強度を推定することができるわけである。今後は、限界せん断ひずみの究明が急務である。

岩盤斜面の掘削時の変位挙動を、現場計測によって捉え、その結果を逆解析することによって、斜面の安定性を評価する方法の開発を目的として研究を実施した。まず、不連続面を有する石膏供試体を作成し、一軸及び二軸状態で圧縮試験を行い、限界ひずみと不連続面の数との関係を究明した。その結果、限界ひずみは、不連続面の数には無関係に、ほぼ一定値をとることが明らかとなった。これは、不連続面の数が増えると、強度は低下するが、弾性係数も同程度低下するため、その比として定義される限界ひずみは、ほぼ一定値となるためである。また、ボルトを挿入した場合も同様の結論を得た。この事実は、不連続面を有する岩盤の限界ひずみが、実験室におけるインタクトなコアーの結果から推定できる可能性のあることを示している。次に、単純せん断試験機を試作し、同じ石膏供試体に対しせん断試験を行い、せん断限界ひずみを測定した。せん断限界ひずみについても、圧縮限界ひずみと同様の結論が得られるか否かは、今年度の研究のみでは明らかでなく、今後さらに引き続いて研究を実施する予定である。斜面掘削時の、傾斜計による現場計測結果の逆解析法は、異方性の構成式を導入することによって、材料定数のみならず、力学モデルをも逆解析できるFEMプログラム(BAPSS)の開発に成功した。このプログラムを使用しいくつかの現場での計測結果の逆解析を試み、非常に良い結果を得た。すなわち、傾斜計による計測変位から、斜面掘削によって生じた地山のひずみを、かなり良い精度で推定でき、さらに、地山のせん断弾性係数を求め得ることが分った。ここで、地山の限界せん断ひずみが既知であれば、せん断弾性係数と限界せん断ひずみを乗ずることによって地山のせん断強度を推定することができるわけである。今後は、限界せん断ひずみの究明が急務である。