変形破壊挙動およびひずみ計測結果のまとめ

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し，インバートの剛性のみが局所的に上がった場合，上半アーチや隅角部など他の箇所が 相対的に弱部となり，トンネルの耐力の向上につながらない可能性がある．そのため，イ ンバートの剛性を上げる場合，トンネル構造全体の剛性を上げることを検討する必要があ ることが本実験結果から考えられる．

図 5.2.20に，ひび割れ発生箇所をまとめたものを示す．上半アーチはいずれのケースも 45度方向にひび割れが発生した．下半部のひび割れは，ケース1～3とケース4～6で異な る傾向が見られた．ケース1～3は盤ぶくれが発生したため，インバート中央部にひび割れ が発生したが，ケース4～6は地山の変形に追従して変形し，45度方向にのみひび割れが発 生した．このことから，アルミ棒積層体で模擬した未固結粒状体地山においてせん断変形 を受けるトンネルの場合，インバート比を小さくし真円に近づけることや，インバートの 増厚を行うことによって盤ぶくれが発生する変形モードから，せん断変形し45度方向にひ び割れが発生する変形モードへと変わることが考えられる．

図 5.2.20 ひび割れ箇所

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載荷開始時のひずみをまとめたものを図 5.2.21に示す．全体を通して見ると，ケース6 の真円が最もひずみが小さくなっている．真円およびケース 3 以外のケースはインバート 中央である180°は圧縮となっている．図 5.2.22に地山のせん断ひずみ1.1％の各ケース のひずみをまとめたものを示す．この値は載荷開始時からの増減分である．

ケース6は45°・225°が圧縮，135°・315°が引張のひずみとなっており，模型の挙

動から想定されるひずみと一致しており，ひずみゲージによるひずみ計測は可能であると 考えられる．しかし， ケース 3 のように値が不安定であったりする場合もあることから，

より安定したひずみ計測を行うために，計測方法の改善が必要である．

-400 -300 -200 -100 0 100 200

0°

45°

90°

135°

180°

225°

270°

315°

ケース1 3.0R ケース2 3.0R増厚 ケース3 2.0R ケース4 2.0R増厚 ケース5 1.5R ケース6 1.0R

図 5.2.21 載荷開始時のひずみ

-500 -400 -300 -200 -100 0 100 200

0°

45°

90°

135°

180°

225°

270°

315°

ケース1 3.0R ケース2 3.0R増厚 ケース3 2.0R ケース4 2.0R増厚 ケース5 1.5R ケース6 1.0R

図 5.2.20 地山のせん断ひずみ 1.1％時のひずみ

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ひずみゲージによる計測結果には，模型の挙動から考えられるひずみと異なる点や多少 のばらつきが生じている．これらの原因として次のようなことが考えられる．

 アルミ棒の積み方

アルミ棒はできるだけ隙間なく，均等に積み上げているものの，アルミ棒の配列に よって隙間が無い箇所と多い箇所ができてしまう．隙間がない箇所が模型上方に多く 存在してしまうと，偏土圧のように鉛直方向以外からの荷重として模型に作用してし まう可能性がある．

 ひずみゲージの貼り付け方法

本来，ひずみゲージはショートを避けるために貼り付け後に表面をテープなどで保 護し，模擬地山であるアルミ棒と直接接触しないようにする．しかし，模型材料が非 常に低強度で，テープを貼ってしまうと模型自体が補強されてしまう可能性があった ため，ひずみゲージをむき出した状態のまま実験を行った．これにより，ひずみにば らつきが生じた可能性が考えられる．

 ひずみゲージとアルミ棒の接触状況

アルミ棒の配列によっては，模型とアルミ棒の間に隙間が大きくできてしまうこと がある．また，実験中に模型周辺のアルミ棒が動き，ひずみゲージに接触したため急 激にひずみが大きくなった可能性が考えられる．

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