不飽和土の力学特性を考慮したトンネル掘削にともなう地盤変形予測の高精度化

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土の強度定数は,各種構造物の基礎の設計や地盤・地山の安定性において最も重要なパラメータである.強度定数は,土の種類や環境条件によって異なることに加えて,間隙化,飽和度などの土の状態によって変化する.したがって,各種構造物の設計や地盤の安定性の検討に用いる土の強度定数を,唯一に決定することは容易ではない.まず,新潟県中越地震において,斜面災害を起こした地形や地質の特徴を取りまとめた.またこの地域では古くからどのような土砂災害が発生しているのかを明らかにした.雨により地盤がゆるんでいた影響を,原位置から採取した試料の含水状態を変化させることにより考慮すると同時に,地震時の繰返し載荷により土の強度がどのように変化するかについても評価した.次に,豊浦砂や,その他様々な試料で試験を行うことで,不飽和砂質土の強度発現機構の一般化を試みた.用いた試料は,純粋な砂である豊浦砂,非塑性シルトであるDLクレイ,実際の施工現場である東北新幹線三本木原トンネルより採取した砂である.試験の結果より,容易に粘着力や内部摩擦角などの地盤強度を算定できる指標を構築した.以上より,次のことが明らかとなった.1.密度が等しければ,飽和砂と同一サクションの不飽和砂の内部摩擦角は,ほぼ平行となる.2.不飽和土において,細粒分が多く,密度が大きく,サクションが大きくなるほど粘着力が増加する.3.サクションが空気侵入値AEVまでは,粘着力はサクションとともに飽和土の内部摩擦角の傾きで大きくなっていく.AEV以降は,粒度が均一であれば粘着力の増加は小さく,粒度が良ければ粘着力の増加は大きい.4.不飽和砂は定体積条件を除いては,繰返し載荷によりほとんど醸低下を起こさなかった.