X線CT法を用いたトンネルの設計・施工の高度化に関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

近年都市部において山岳トンネル工法を適用してトンネルを掘削するケースが増加している.この場合,近接施工による既設構造物への悪影響の低減,地表面沈下対策のために鏡ボルト,先受工などの各種補助工法が適用されることが多い.本研究では,これまでにX線CTスキャナにより得られる地盤内の断面画像をもとに,切羽崩壊時の地盤内挙動,各種補助工法の地山補強効果について検討を行ってきた.しかしこれらの研究の中では,地盤内の密度変化を定量的に評価することで崩壊領域の形状や発達過程を評価しており,切羽安定の評価に必要な地盤内のひずみ量を得るには至っていない.そこで,地盤内の土粒子の移動現象をCT画像より直接観察することで地盤内の挙動を把握することを試みた.開発した画像解析手法により地盤内のひずみ場を解析するために,地盤内に設置されたマーカーの移動量を解析し,地盤内変位を3次元的に把握可能であることを確認した.またこれに加え,実規模応力レベルでの補助工法の切羽補強効果を評価するために,CT実験と同条件において遠心模型実験を行った.ここでは,CT実験と遠心模型実験での切羽崩壊後の地盤の変形状況を比較することにより1G場小型実験であるCT実験の現象の妥当性を確認すると共に,崩壊に至るまでの切羽面作用土圧,地表面沈下量の増加傾向について解析を行った.これらの結果をもとに,鏡ボルトの有効な打設長,配置パターンについて提案を行った.