実験方法

実験は以下の手順で実施した．

1. 覆工模型の作製

2. 覆工模型にひずみゲージを貼り付け 3. 土槽側板を土槽底板に対して垂直に固定

4. 高さ20cm(2D)程度までアルミ棒を積む

5. 覆工模型を設置

6. 土槽の天板までアルミ棒を積む 7. 脱型

8. 模型にマーキング

9. 画像解析用カメラのセッティング

10. 1mmずつ載荷，ひずみ計測，撮影，観察 11. 画像解析

各手順について説明する．

1. 覆工模型の作製

4.2.2で述べた手順で模型を作製する．完成した覆工模型を写真 4.4.1，写真 4.4.2に示 す．

写真 4.4.1 真円模型 写真 4.4.2 馬蹄形模型

43 2. 覆工模型にひずみゲージを貼り付け

図 4.4.1にひずみゲージの貼り付け位置を示す．ひずみゲージは模型外側の手前から5cm の位置に，上半アーチの中心を基点に45°ピッチで貼り付ける．

3. 土槽側板を土槽底板に対して垂直に固定

模擬地山のせん断ひずみは0％の状態で実験を開始するために，反力フレームに取り付け られた載荷棒を使用して側板と底板が垂直となるように固定する．

4. 高さ20cm(2 D)程度までアルミ棒を積む

覆工模型は土槽底板から模型天端まで3Dとなるように設置するために，アルミ棒をせん 断土層底面から高さ20cm程度まで積み上げ，締め固める．（写真 4.4.3）

5. 覆工模型を設置

覆工模型を土槽側板から2D，底板から天端が3Dとなる位置に設置する．（写真 4.4.4）

この状態でひずみゲージをデータロガーに接続し，イニシャル値をとる．

図 4.4.1 ひずみゲージ貼り付け位置

写真 4.4.3 2D までアルミ棒充填 写真 4.4.4 覆工模型設置

44 6. 土槽の天板までアルミ棒を積む

確実に単純せん断変形を与えるためにアルミ棒は土槽の天板まで積み上げる．この際，

アルミ棒の軸線がトンネル軸線方向と平行になるように留意しながら積んでいく．これは 本実験が二次元のモデルであることから，アルミ棒の軸線がトンネルの軸線に対して平行 でないものがある場合，それらの周辺から余分な変形拘束を受け，適切な実験結果が得ら れないためである．

7. 脱型

模型内側に入っている型枠の円筒形パーツを慎重に引き抜く．脱型後に模型内側を観察 し，接合に失敗している場合や大きな空洞がある場合などは実験を中止し，手順1に戻る．

（写真 4.4.5）

8. 模型にマーキング

画像解析用の黒マーカーを模型断面に，ひび割れなど変状の発生場所を分かりやすくす るための線をトンネル覆工模型内側にそれぞれ45°ピッチで描く．（写真 4.4.6）

写真 4.4.5 脱型後

写真 4.4.6 マーキングした模型

45 9. 画像解析用カメラのセッティング

三脚で画像解析用カメラを固定し，実験装置全体が写るように，全ての黒マーカーを画 像解析の際に認識できるようにセッティングする．写真 4.4.7 に示すように黒マーカーが 際立つような設定にする．

10. 1mmずつ載荷，撮影，観察

実験中のフローを図 4.4.2に示す．載荷棒を30秒おきに一回 転させ1mmの強制変位を地山に与えるとともに，画像解析用カ メラでの撮影，ひずみ計測，覆工模型の変状の観察を行う．カメ ラとデータロガーは自動で30秒おきに撮影・計測する設定にす る．変位を与えてから模型に生じるひずみが安定するまで待つた め，ひずみの計測は変位を与えてから10秒後とした．ひび割れ 等の変状が認められた場合，その進展状況が分かるように，与 えた強制変位量（載荷棒押し込み量）とクラック軌跡をスケッ チする．

変位は最大で65mmまで与え，途中で模型が崩壊した場合，それ以上の変位は与えない．

11. 画像解析

画像解析ソフトの 2次元動画計測ソフトウェア「Move-tr/2D」を使用し，模型に描いた マーカーを追尾することでマーカーの変位量等のデータを出力する．

図 4.4.2 実験中のフロー 写真 4.4.7 画像解析用カメラで撮影した画像

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