ベンチカット工法における無支保時の地山挙動

は過去の実施例を参考に設定した．

接線方向のばね係数

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∙ ݏ ， ߟ

= ߟ

∙ √ ݏ

要素間粘着力は実験と同じくゼロとした．解析時間とスライド速度に関しては，摩擦実験 における最終的なスライド量と等しくなるように，ステップごとの時間増分を1.0×10^-5sec，

ステップ数を300 000回，解析対象時間を3 sec とし，解析上のスライド速度を解析上5.0 mm / secに設定した．

（4）解析手順

はじめに，地山要素を上方から落下させてパッキングする．地山要素を十分に敷き詰める ためにパッキング時のみ要素間摩擦角を 1°とし，パッキング後は所定の摩擦角に戻す．つ ぎに，切羽を含むトンネルとなる要素を消去し，所定の切羽形状を作成する．その際，切羽 面に線要素を設置しておくことで，トンネル内部への地山要素の流出を防いでいる．つづい て，地山全体に疑似重力を与え，パッキング時と同様に地山要素の速度を収束させる．

その後，土被りを調整し，再び疑似重力を与えて地山速度が収束したのちに切羽面の線要 素を除去し，摩擦実験と同じように底面摩擦力を与えて地山挙動を解析する．

第 7 章 切⽻形状を考慮した鏡補強⼯における⼒学モデル

5mmは0mm→5mm）からのひずみ増分を示す．

実験における地山挙動および最大せん断ひずみ分布図から，スライド量5mmから15mm に至るまで上半及び下半いずれも下端やや上部から中央部付近がはらみ出すように変形し ていることがわかる．これは，ステンレス棒が，底板のマグネットシートの影響を受けてい ると考えられることから，ステンレス棒どうしの磁力によって最下端からの崩壊を若干で はあるが阻んだためと推察される．一方，実験においては円要素間の粘着力をゼロとしてい ることから，スライド量5mmから15mmに至るまで変位は切羽下部ほど大きくなっている

表-7.3 ベンチ長0.5Dにおける模型実験およびDEM解析結果（無支保）

ことがわかる．

最大せん断ひずみ図をみると，最初は切羽の天端部およびベンチ隅角部（ベンチ先端：図 の向かって左側）からひずみが発生していることがわかる．ベンチ隅角部は全面非拘束（自 由境界）であるためと考えられる．その後最大せん断ひずみの卓越領域は，地表面に向かっ ている．これらの挙動は，直壁型切羽と類似していることも確認している．

（2）ベンチ長 1.5D

表-7.4にベンチ長1.5Dの挙動を示す．スライド量15mmのとき，最大せん断ひずみの値 は最も大きい領域で42.7％である．また，ベンチ長0.5Dと同様な地山挙動を示している．

しかし，最大せん断ひずみ図を見ると，最大値20％を超える範囲がベンチ長0.5Dより若干 大きい．

以上から，ベンチカット工法でも模型実験とDEM解析との挙動（変形，変位）の再現性 は良好で，ベンチ長の差違が及ぼす影響は，本研究の条件下では少なくとも変位・変形に関 しては顕著な差が見られない．

第 7 章 切⽻形状を考慮した鏡補強⼯における⼒学モデル