A fundamental Study on stability of under ground large structures subjecting buoyant forces

地下大型结构受浮力稳定性的基础研究

• 批准号: 05555133
• 负责人: TAKEMURA Jiro
• 金额: $ 7.36万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 1994
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05555133/
• 关键词: under ground structure; buoyant forces; depth of cover; loading rate; sand; uplift force; 浮き上がり量; 引き上げ荷重; 土被り厚さ

Because of shortage of land space, coastal areas in Japan have been developed and scale of structures become larger and larger in recent years. Large under ground structures in areas of high ground water table might be subjected to large buoyant forces. In this study a series of centrifuge tests were carried out to investigate the influences of depth, size, shape, and flexibility of under ground structures and loading rate on the stability of ground. Stability analyzes are also carried out by using the upper bound method and finite element method. Following conclusions were found ;(1) The ultimate uplift capacity of structures in sand increases rapidly with increasing in a ratio of depth of cover to width of structures. Calculated ultimate capacity from limit equilibrium method using observed failure mechanism agree well with that measured.(2) A flexibility of tunnel influences considerably on circumferential stress of tunnel lining ; relatively flexible tunnel could increase its width horizontally, which results in relatively uniform circumferential stress distribution while circumferential stress concentrates on around springline of rigid tunnel.

由于土地空间紧张，近年来日本沿海地区不断开发，建筑物规模越来越大。地下水位高的地区的大型地下结构可能会受到很大的浮力。在这项研究中，进行了一系列离心机试验，以研究地下结构的深度、尺寸、形状和灵活性以及加载速率对地面稳定性的影响。还利用上限法和有限元法进行稳定性分析。得出以下结论：(1)砂土结构的极限抗拔能力随着覆盖层深度与结构宽度之比的增加而迅速增加。利用观测破坏机制通过极限平衡法计算的极限承载力与实测值吻合较好。(2)隧道的柔性对隧道衬砌的周向应力影响较大；相对柔性的隧道可以在水平方向上增加其宽度，从而导致周向应力分布相对均匀，而刚性隧道的周向应力集中在弹线周围。

项目成果

野城一栄,塩梅崇,岡村未対,竹村次朗,木村孟: "上向き力を受ける砂地盤中の地下構造物の安定性" 第29回土質工学研究発表会講演集. 3. 2009-2012 (1994)

Kazuei Nojo，Takashi Shiome，Mitai Okamura，Jiro Takemura，Meng Kimura：“向上力作用下沙地地下结构的稳定性”第29届土壤工程研究会议论文集3. 2009-2012（1994）。

M.Seido, K.Yashiro, M.Okamura, J.Kuwano and A.Onoue: "Centrifuge model tests on excavation in a stacked drift tunnel in saturated soils." Proc.30th Japan National Conf.on SMFE. (to be apear). (1994)

M.Seido、K.Yashiro、M.Okamura、J.Kuwano 和 A.Onoue：“饱和土中堆积式巷道开挖的离心模型试验。”

塩梅崇、野城一栄、廣岡明彦、竹村次朗、木村孟: "上向きの力を受ける粘土地盤中の地下構造物の変形・破壊挙動" 第29回土質工学研究発表会講演集. 3. 2013-2016 (1994)

Takashi Shiome，Kazuei Noshiro，Akihiko Hirooka，Jiro Takemura，Meng Kimura：“向上力作用下粘土地基中地下结构的变形和断裂行为”第29届土壤工程研究会议论文集3. 2013-2016（1994）。

野城一栄、塩梅崇、岡村未対、竹村次朗、木村孟: "上向き力を受ける砂地盤中の地下構造物の安定性" 第29回土質工学研究発表会講演集. 3. 2009-2012 (1994)

Kazuei Noshiro，Takashi Shiome，Mitai Okamura，Jiro Takemura，Meng Kimura：“向上力作用下沙地地下结构的稳定性”第29届土壤工程研究会议论文集3. 2009-2012（1994）。

野城一栄,塩梅崇,岡村未対,竹村次朗,木村孟: "上向きの力を受ける砂地盤中の地下構造物の安定性" 第29回土質工学研究発表会講演集. (1994)

Kazuei Nojo、Takashi Shiome、Mitai Okamura、Jiro Takemura、Meng Kimura：“沙地地下结构在向上力作用下的稳定性”第 29 届土壤工程研究会议论文集（1994 年）。