トンネルライブラリー　第16号 山岳トンネルにおける模型実験と数値解析の実務

目次

第一部　模型実験

1. トンネル模型実験の目的
　1.1 概説
　1.2 模型実験の必要性と役割
  1.3 模型実験の特徴 
  1.4 実験結果の活用  
　1.5 既往のトンネル模型実験  

2. トンネル模型実験の対象事象   
　2.1 概説   
　2.2 地山変形   
　2.3 トンネルの安定性   
　　2.3.1 トンネルの安定性の種類   
　　2.3.2 切羽の安定   
　　2.3.3 トンネルの周辺地山の安定   
　　2.3.4 支保工の安定   
　　2.3.5 補助工法の効果   
　2.4 トンネルの作用荷重   
　2.5 覆工の安定性   
　2.6 近接構造物への影響   
  2.7 地下水問題    

3. 実験方法   
　3.1 概説   
　3.2 実験規模    
　　3.2.1 調査結果概説    
　　3.2.2 次元数    
　　3.2.3 トンネル模型の直径    
　　3.2.4 地山模型の土被り    
　　3.2.5 トンネル数    
　3.3 実験手法    
　　3.3.1 調査結果概説    
　　3.3.2 初期地圧の考え方    
　　3.3.3 掘削の模擬方法    
　3.4 模型材料    
　　3.4.1 調査結果概説    
　　3.4.2 主な地山材料    
　　3.4.3 主な支保工覆工材料  
　　3.4.4 その他の模型材料    
　3.5 計測項目と計測装置    
　　3.5.1 調査結果概説    
　　3.5.2 地山の計測事例    
　　3.5.3 支保工覆工の計測事例    
　3.6 計測デ−タの検証と計器選定    
　　3.6.1 計測の定義    
　　3.6.2 計測データの妥当性    
　　3.6.3 計測機器選定の留意点    
　3.7 実験に際しての留意事項    
　　3.7.1 地山と実験槽の摩擦特性および実験槽の幾何特性が
           実験結果に与える影響
　　3.7.2 トンネル問題における相似則   
　　3.7.3 実験結果の評価に関する留意事項    
　　3.7.4 実験における安全衛生管理    

4．実験結果の評価と展開    
　4.1 概説    
　4.2 地山変形    
　4.3 トンネルの安定性    
　　4.3.1 切羽安定    
　　4.3.2 支保工の安定    
　　4.3.3 補助工法の効果    
　4.4 トンネルの作用荷重    
　4.5 覆工安定性    
　4.6 近接構造物への影響   
　4.7 その他   
　　4.7.1 地下水問題   
　　4.7.2 その他   
　4.8 実務への反映   

5. 課題と今後の展望   
  5.1 トンネル分野における模型実験の適用性  
  5.2 模型実験の課題とその対応   
　　5.2.1 モデル化の妥当性   
　　5.2.2 実験方法   
　　5.2.3 実験結果の妥当性   
　　5.2.4 安全性   
　5.3 今後の展望   


第二部　数値解析

1. トンネル数値解析の目的  
　1.1 概説  
　1.2 数値解析の目的  
　1.3 数値解析の活用実態  
　　1.3.1 地山変形  
　　1.3.2 トンネルの安定性  
　　1.3.3 トンネル作用荷重  
　　1.3.4 覆工の安定性  
　　1.3.5 近接施工の影響  
　　1.3.6 地下水問題  
　　1.3.7 その他  
　1.4 実務における数値解析の適用  

2. 解析手法の概要  
　2.1 概説  
　2.2 解析手法の特徴 
　　2.2.1 有限要素法(FEM)  
　　2.2.2 有限差分法(FDM)  
　　2.2.3 個別要素法（DEM） 
　　2.2.4 骨組構造解析  
　　2.2.5 その他  
　2.3 地山のモデル  
　　2.3.1 線形弾性モデル  
　　2.3.2 非線形弾性モデル  
　　2.3.3 塑性モデル  
　　2.3.4 時間依存性  
　　2.3.5 その他  

3. 数値解析の条件設定  
　3.1 初期応力状態の設定法  
　　3.1.1 概説  
　　3.1.2 側圧係数設定の考え方  
　3.2 地山物性値の設定法  
　　3.2.1 概説  
　　3.2.2 地山変形係数の設定法  
　　3.2.3 強度特性(ｃ,φ)  
　　3.2.4 非線形特性に関する留意点  
　3.3 境界条件に関する留意点  
　　3.3.1 概説  
　　3.3.2 解析領域の設定  
　3.4 応力解放率に関する留意点  
　　3.4.1 概説  
　　3.4.2 二次元解析における応力解放率の考え方  
　　3.4.3 三次元解析の必要性  
　3.5 支保部材覆工  
　　3.5.1 吹付けコンクリート  
　　3.5.2 鋼製支保工  
　　3.5.3 ロックボルト  
　　3.5.4 覆工  
　3.6 補助工法  
　　3.6.1 先受け工  
　　3.6.2 鏡ボルト  
　　3.6.3 その他の補助工法  

4. 数値解析による評価と実務  
　4.1 地表面沈下予測  
　　4.1.1 概説  
　　4.1.2 解析事例  
　4.2 近接施工による影響評価  
　　4.2.1 概説  
　　4.2.2 解析事例  
　4.3 補助工法の効果  
　　4.3.1 概説  
　　4.3.2 解析事例  
　4.4 トンネルの変状予測 
　　4.4.1 概説  
　　4.4.2 解析事例  
　4.5 地下水の影響予測  
　　4.5.1 概説  
　　4.5.2 二次元浸透流解析  
　　4.5.3 三次元浸透流解析  
　　4.5.4 解析事例  
　4.6 特殊条件における支保構造の検討  
　　4.6.1 概説 
　　4.6.2 解析事例  
　4.7 模型実験と数値解析  
　　4.7.1 概説  
　　4.7.2 数値解析により模型実験結果の汎用化を図った事例  
　　4.7.3 模型実験結果を再現できる数値解析モデルを構築した例  

5. 課題と今後の展望
　5.1 数値解析の適用性  
　5.2 数値解析の留意点  
　5.3 今後の展望
索引