地盤-構造物の3次元相互作用に関する研究(特にトンネル群杭問題について)

点击翻译按钮获取中文摘要

2次元および3次元の地盤・構造物の相互作用問題として、トンネルと水平応力を受ける群杭を取り上げ、地盤材料や境界面の力学特性を考慮した解析を行なった。これらの解析結果を従来の解析結果と比較することにより、多次元解析の必要性を明確にするとともに地盤・構造物の挙動を定量的に評価できる解析法を提案することを目的とした。成果は以下のようにまとめられる。土の諸特性を考慮できる構成モデルを組み込んだ2次元および3次元有限要素解析プログラムを土・水連成解析が可能なプログラムに拡張し、粘土および砂の種々の要素試験の解析を行い、排水および非排水条件下だけでなく部分排水条件下におけるプログラムの一般的な3次元応力条件下での適用性と信頼性をチェックした。次に地盤と構造物の境界面の摩擦特性を考慮した2次元弾塑性ジョイントエレメントを拡張し、3次元問題に適用できるようにした。そしてその妥当性を要素レベルで検証した。トンネル形状を考慮したトンネル掘削問題の解析を行った。解析ではトンネル形状、地盤材料、施工過程等の違いによる、地表面および地中沈下や地盤内土圧分布の差異について特に検討した。また、トンネル形状を変えたモデル試験も併せて行い、解析結果の妥当性を検証した。埋立て地盤の圧密沈下時の群杭の引き込み沈下問題の解析を行い、他機関で行われた遠心力載荷試験結果と比較検討した。解析結果は部分排水条件下の杭の挙動を適切に表現できるもであった。