限界状態設計法に基づく大深度・大口径シールドトンネル耐震設計手法に関する研究

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近年,都市トンネルの多くはシールドによって建設され,10mを越える大口径のシールドトンネルも出現するようになった.しかしながら,大深度・大口径などのシールドトンネル特性を考慮したシールドトンネル耐震計算法はまだ明示されていない.シールドトンネルの耐震設計法を確立するのは都市防災観点から重要な意味を持っている.本研究の実績は以下のようである.1,本研究では,ノースリッジ地震と北海道東方沖地震における地中構造物の被害状況を調査するとともに,さらに兵庫県南部地震については,地理情報システムを用いて,地形・地質条件および断層と地中埋設管被害の関係を調べた.2,2次元動的弾塑性有限要素法を用いて,地震時既存断層が地中管路に与える影響を検討した.断層の変形は地中構造物に大きな力を加えひずみを増加させ,設計ひずみは解析ひずみを大きく下回ったことが分かった.3,有限要素法を用いた動的解析プログラムにより地中深く埋設された大断面シールドトンネルの横断面内地震時の挙動について検討した.また,ジョイントのバネ係数が応答変異,発生断面力に与える影響についても検討した.4,地表面変位スペクトルに基づく耐震設計用地中変位分布の推定法を提案した.現行耐震設計法との比較により,一層地盤,2層地盤において従来のものとほぼ同一の地中変位分布を得ることができる.5,曲がり梁理論による静的耐震設計手法を提案した.断面力の最大応答値は,動的解析の結果との比較によって比較的近いものが得られたが,軸力に関しては誤差が少し大きいものとなった.