出 0.4
0.2
80 70
50 60
初 期 圧 力 水 頭(m) 40
﹂oqJ
n u
nU
( c )弾 性 係 数 E=29MPaの モ デ ル 地 盤
の 間 隙 水 圧 換 算 し た 圧 力 水 頑差を離隔 圧 力 水 頭 勾 配 は ， モ ニ タ 一 点 30"‑'33
距離で除した値である。
注2)5‑10m， 10‑15m， 15‑20mは各位置のモニタ一点の問の圧力水頭勾配である。 注1)
モ デ ル 地 盤 中 の 圧 力 水 頭 勾 配 (モ ニ タ 一 点 30‑‑‑‑‑37) 218
図 6.4.9
『咽苛
図の例と同様に切羽に近い位置の勾配がモデ、ル水位の範凶で最も大きい。なお，
この関係は切羽
‑ 5 m
でより大きい勾配をとることが推定されるが，ここではヒ ス トリーとして得られた間隙水圧で検討することとした。次に，その他の不安 定な地盤 と 考 え ら れ る グ ル ー プ( E = 2 9 ‑ ‑ ‑ 2 1 0 M P a )
では，崩壊初期圧力水頭以降 で大きい勾配が見かけ上地盤の深部に移る関係にある。これは圧力水頭の増加 に伴う変形領域の拡大を示唆する結果と考えられる。また，この関係については
E
ニ2 9 M P a
の 地 盤 は 明 ら か に こ の グ ル ー プ と 共 通 の 特 徴 を 持 つ。こ の 圧 力 水 頭 勾 配 と 切 羽 の 崩 壊 に 関 す る 考 察 と し て ， 前 述 の 相 対 密 度 と ヒ 記 の崩壊初期圧力水頭 時 の 最 大 勾 配 を 各 モ デ ル 地 盤 の 崩 壊 圧 力 水 頭 勾 配 と 見 な し て図
6 . 4 . 1 0
に 示 す 。 こ こ に ， 浸 透 崩 壊 特 性 曲 線 と 同 様 の 凶 化 に よ りE = 2 9
，....̲̲2 1 0 M P a
の 弾 性 係 数 の モ デ ル 地 盤 グ ル ー プ は 前 述 の 実 験 結 果 と 間 後 に 回 帰 さ れ る関係が推定される。これに対し，比較的安定なグループとしたE = 3 2 0 ‑ ‑ ‑8 5 0 M P a
は，回帰式より大きく安定側に分布する関係となる。この両グループと戸l帰式 の 関 係 は 解 析 的 に 得 ら れ た モ デ ル 地 盤 の 安 定 を 示 す 境 界 値 の 妥 当 性 を 示 す 。 た だし， 4. 4. 2式 で 示 す 平 均 的 な 砂 質 の 特 性 曲 線 と 比 較 し で も こ の 回 帰 式 は 低 い 限 界 動 水 勾 配 の 範 囲 を 示 す 結 果 と な る 。 こ の 理 由 と し て ， 各 地 盤 の 解 析 過 程 で の 最 大 の 勾 配 で 検 討 し て い な い こ と や ， 切 羽 と十
5 m
位置の勾配をとってないことが考えられる。
10
。
回lロ可(
ふr‑‑乙‑
千 ミ 出 盟事 3~ 0.1
0.01
。
一・一弾性係数E=29"'210MPa および回帰
o 弾性係数 E二320"'850MPa
/ .
/
。
。
20 40 60 80 100
モデル地盤の相対密度 Dr(%)
120
図6.4.
1 0
モデ ル 地 盤 ご と の 解 析 結 果 に 基 づ く 切 羽 崩 壊 時 の 正 力 水 頭2 1 9
. ，・ ・ B
『叫
6. 5 まとめ
本 章 で は ， 土 砂 地 山 の ト ン ネ ル 切 羽 自 立 性 を 地 盤 の 力 学 特 性 お よ び 地 ド 水 条 件を併せて評価することを目的として， 3次 元 大 変 形 差 分 法 を 適 用 し た 述 成 解 析による検討を行った。その結果は以下に要約される。
1 . 第 5章 に 述 べ た 土 槽 実 験 に つ い て ， 実 験 中 に 計 測 さ れ た 圧 力 水 頭 分 布 を 段 階 的 に 再 現 し ， 崩 壊 の 発 生 条 件 で の 切 羽 周 辺 地 盤 の 変 形 発 生 の シ ミ ュ レ ー シ
ョンを行った。その結果と考察を以下に示す。
① 稲 城 砂 を 材 料 と す る
C A S E ‑ l
の 解 析 結 果 で は ， 実 験 で 観 察 さ れ た 流 出 の 先 生 時の圧力ノ1<NJj分 布 で ， 切 羽 に 大 変 形 が 発 生 す る 結 果 を 得 た 。 な お ， 変 形 発 生 段 階 の 解 析 上 の 特 徴 と し て ， 回 転 を 伴 う 切 羽 面 の 変 位 ， 切 羽 面 の 引 張 り 応 力 の発生，見かけ負の間隙水圧領域の発生があげられる。② 佐 原 砂 を 材 料 と す る
C A S E‑2
では，実験での流出時の圧力水頭分布でも切羽 に顕著な変形は発生せず， ヒ記の解析上の特徴も見られない。③ 2種 類 の モ デ ル 地 盤 の 崩 壊 の 過 程 や 発 生 要 因 の 相 違 点 が 上 記 の 解 析 結 果 に 影 製していると考察した。
2. 標 準 的 な 砂 質 土 の 地 盤 物 件 値 を 相 対 密 度 と の 関 係 か ら 主 に 弾 性 係 数 ， 内 部 摩 擦 力 等 の 組 み 合 せ で 設 定 し ， さ ら に 初 期 圧 力 水 頭 を 変 え た パ ラ メ ー タ 解 析 を行った。その結果と考察を以下に示す。
① 切 羽 面 の 変 形 特 性 か ら ， 地 盤 の 弾 性 係 数 の 範 囲 に よ り 弾 性 係 数 E=320，...̲̲850， E=50，...̲̲210および E=29MPaの 3グ ル ー プ に 分 さ れ る 。 こ れ ら は 一 般 に 弾 性 係 数が小さいほど，また初期圧力水頭が高いほど解析による変位量は大きい。
②初期圧力ノ
k
頭 が 高 い ほ ど 切 羽 近 傍 で の 間 隙 水 圧 の 変 化 は 大 き く ， そ の 結 果 大 きな動水勾配を形成する。③ ト ン ネ ル 切 羽 の 安 定 性 に 関 わ る 地 盤 の 物 性 値 と し て 弾 性 係 数 に 着 目 し た 結 果，切羽の変形挙動に基づき E=320MPa以 上 が 比 較 的 変 形 量 の 小 さ い 安 定 な 砂 質 上 地 盤 と 考 え ら れ る 。 こ の 弾 性 係 数 は 相 対 密 度 Dr=80%に相当する。
④ 崩 壊 初 期 圧 力 水 頭 は 地 盤 の 物 性 値 と の 相 互 関 係 で 評 価 す る 必 要 が あ る 。 本 解 析モデルでは， E=320MPaの 地 盤 で は ト ン ネ ル 中 心L.15m以上，それより弾性係 数 の 小 さ い 地 盤 で は ト ン ネ ル 中 心 寸Om以上で不安定，ないし切羽の崩壊が発 生する可能性がある。
⑤ 解 析 結 果 の う ち ， 相 対 密 度 と 崩 壊 発 生 が 想 定 さ れ る 時 点 の 圧 力 水 頭 勾 配 の 関 係 を 考 察 し た 結 果 ， 実 験 的 に 得 ら れ る 浸 透 崩 壊 特 性 曲 線 の 関 係 と 類 似 し た 関 係が示された。また，この検討結果から上記①の 3グループは，弾性係数 E=320
，...̲̲ 85 OMPaとE=50，...̲̲210MPaの 2グループに再区分される。
220
~司園田園田園圃園田園田園園田園田園・・・・・・・・田園_.
基
『咽司『
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221
一 一 ー 一 一 一 一 一 一 一一
『咽可