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

X射线CT法隧道设计与施工进展研究

基本信息

批准号：
05J05159
负责人：
高野大樹
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

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.

近年来，城市地区采用山岭隧道法开挖的隧道数量不断增加，如各种辅助施工方法。对地下土体的行为以及各种辅助施工方法的岩石加固效果进行了调查。然而，在这些研究中，并没有通过定量评估地面密度的变化来评估塌陷区的形状和发展过程。因此，目前还无法获得评估工作面稳定性所需的地面应变量，因此，通过使用CT图像直接观察地面中土壤颗粒的运动，我们可以估算出地面的应变量。地面上的应变。为了使用开发的图像分析方法分析地面的应变场，我们分析了安装在地面上的标记的移动量并计算了地面的三维位移，此外，为了评估面加固。为了验证辅助施工方法在实际应力水平下的效果，我们在与CT试验相同的条件下进行了离心模型试验。在这里，我们通过比较CT实验和离心模型实验中工作面塌陷后的地面变形状态，证实了小规模1G野外实验CT实验现象的有效性，并进行了研究我们分析了面作用土压力和地表沉降的增加趋势。基于这些结果，我们提出了镜面螺栓的有效驱动长度和放置模式。