トンネルの情報化施工支援
情報化施工を支援する3次元変形解析
掘削中のトンネルの変形が想定を超える場合や、事前の予測とは異なった地質と遭遇した場合には、掘削手順や補強工の見直しが行われます。 地層科学研究所では、主にFLAC3Dを用いて、新しく採用される工法を反映した3次元での変形予測解析を実施し、工法変更などの安全対策を支援します。補強工をモデル化した3次元解析
AGFや鏡ボルトによる補助工法の効果を把握する場合は、これらを切羽近傍に3次元的に配置する必要があります。 また、早期閉合を行うためベンチ長が短い場合は、2次元解析では掘削に伴う変形挙動をうまく表現できません。 このような場合は、3次元逐次掘削解析によりこれらの効果を評価します。右図で、①～③は上半先進工法に対してAGFを採用した場合の例です。天端付近のひずみが抑制されていることが分かります。 ④は、インバート早期閉合を行ったもので、上半先進モデルよりもひずみが抑制されていることがわかります。
変形と地下水流れの連成解析
右図は、掘削時に一旦低下した地下水位が、何らかの原因で上昇した場合に、間隙水圧の変化が岩盤の変形に及ぼす影響を検討した例です。 解析は多孔質弾性論に基づいています。地下水位の上昇により、トンネル周辺岩盤の有効応力は減少します。 それに伴って周辺岩盤が不安定となる様子がわかります。このような変形と地下水流れの連成解析は、注入工のようにトンネル周辺の透水性を変化させた場合の対策工の検討や、 地下水位の変化に伴う支保工への影響検討などに利用できます。
