Closed-type shield tunneling methods were developed together with computer-aided automatic control systems. However, systems are based on empirical relationships and do not have a precise theoretical background. In this paper, model of the dynamic load acting during excavation is developed, taking into account tunnel engineering practices; i.e., excavated area, tail clearance, rotation direction cutter face, sliding shield, ground loosening at crown, equilibrium condition. To evaluate...

Unfrozen water is a critical component of frozen soil that determines its thermal and mechanical behavior affects engineering structures during freeze–thaw cycles. Here, pulsed nuclear magnetic resonance was used to investigate the unfrozen in silty clay, medium sand, fine sand soils with different initial contents dry densities freezing thawing. An integral form derived based on capillary theory Gibbs–Thomson equation estimate content pores freezing. The then calculated using thickness an...

This paper presents a study of geogrid pullout behavior in laboratory tests and finite element modeling the tests. The method (FEM) analyses were carried out on two types with different stiffness values dense sand under overburden pressures. test results show that can be categorized into three based bond stress distributions. FEM reasonable agreement not only force against displacement, but also distributions displacements, strains, tensile forces, stresses along length during deformation....

Simulation of the shield behavior is carried out by applying model loads acting on to tunneling work. The was using an earth pressure balanced in sandy gravel layer entirely and observed data were obtained real time measuring system. To escape errors data, filtering process applied measured prior processing simulation. input ground properties are carefully determined from two-dimensional finite element analysis, reverse empirical values. simulation results compared with verify performance....

The kinematic shield model has been proposed to simulate behavior during excavation based on equilibrium condition, taking into account ground displacement around the shield. validated by simulation of an earth pressure balanced in a straight alignment for single layer. To verify performance tunnel at curved multilayered ground, slurry is simulated this study using situ data, and immediate movements are computed three-dimensional FEM employing enforced displacement, which obtained from...

The successful construction of cross passages in water-rich sand strata requires the ground reinforcement soil passage zones. To address these conditions, artificial freezing was introduced, which is an innovative presupport technique that has been extensively applied tunnel engineering. However, insufficient temperature monitoring data and complex numerical models have hindered accurate predictions complete curtains engineering applications. In light this, this paper proposes a...

The pipe jacking method pushes a tunneling machine through concrete pipes ahead of the jacks. main factors influencing thrust force are friction around and face resistance. Both these forces can be estimated by analytical or empirical calculation models established various researchers. So far, most do not consider overcutting distance; thus, behavior is still clarified. Therefore, this paper introduces developed stack model with effect to describe evaluate using surrounding ground spring...

The shield tunneling method is widely used, especially in urban areas, since it efficient for minimizing disturbances to surroundings. Although segmental lining commonly used this method, both the research and practice of tunnel design, interaction between ground tangential direction remains unclear; that is, mobilizing shear stress due load models degree bond direction. Therefore, clarify effects mechanism ground–lining on behavior, a parameter study was carried out, taking spring...

日本の大都市部の大深度地下を構成する洪積層,新第三紀層の地盤には,NATM,シールド工法どちらも適用可能である.しかし,両工法の設計法は大きく異なっており,その違いの統一的な解釈が課題となっている.本論文では,掘削面のトンネル内側への変位による主働側の土圧や覆工設置までの掘削面変位を評価できる地盤反力曲線を,既存の骨組み構造解析モデルに適用し,トンネル覆工を設計するための解析法を開発した.さらに,同解析法を実現場に適用し,地盤反力係数と裏込注入率を変数とするパラメータスタディを行うとともに,覆工作用土水圧の計測値と解析値を比較した.その結果,本解析法は,軟弱地盤から硬質地盤にわたり,覆工作用土水圧,覆工の変位・断面力を合理的に表現できることがわかった.

残留状態を達成するためには, リングせん断試験装置が最も適当であるといわれている. しかし, 完全な残留状態に必要なせん断変位打ち切り基準が不明確であることや, せん断中の間隙水圧測定が困難であることなど, 正確な残留状態の評価およびその強度測定の妨げとなる複数の要因が存在するため, リングせん断試験の試験方法は未だ確立していない. そこで本研究では, 新たに改良したリングせん断試験装置による定体積試験結果と三軸試験結果を比較することにより定体積試験の有効性を示した. 次に, 定体積試験により有効応力経路を求めることで, せん断中に発生する間隙水圧を評価し, 供試体の残留状態を実験的に検証した. さらに, 以上の成果を用いて残留強度測定法について検討を行った.

近年,トンネルを安全に経済的に構築する工法として,シールドを用いた場所打ち支保システム(以下,SENS)が新しく開発された.SENSの施工では,内型枠は未固結な一次覆工コンクリート(以下,一次覆工)による浮力によって上方に剛体変位し,一次覆工は内型枠が浮き上がった状態で硬化した後に,地山から有効土圧を受ける.この有効土圧は,切羽面やトンネル掘削面がトンネル内側に変位することにより減少したり,地山が自立し0となっていることも考えられるが,現行の解析法ではこうした現象を表現できない.そこで本論文では,内型枠の剛体変位,一次覆工の硬化過程および主働側の土圧や地山の自立が表現可能な三次元逐次解析モデルを開発し,実トンネルの現場計測データを用いて同手法の妥当性を検証した.

Nowadays, underground construction becomes popular as the demand for infrastructure in urban areas increases. To develop space an area, it is important to investigate ground surface settlement and damage existing neighbouring structures. Consequently, 3D finite element method (FEM) continuum models have been developed. This paper introduces a FEM model, which can consider, longitudinal joints, circumferential non-tension boundary between lining ground, examines effect of condition at tunnel...

シールドトンネルに関する施工実績や既往の研究によると, 掘削領域, テールクリアランス, 動的な力の釣り合い, カッターフェイス回転方向, シールド機のスライド, シールド機天端部での緩み等が, 掘進中のシールド機挙動に影響を与えると考えられる. そこで, 本論文では, これらの条件を考慮に入れた, シールド機の挙動を理論的に表現できるシールド機動力学モデルを開発した. さらに, 同モデルを用いてシールド機挙動予測を行うとともに, シールド機・地盤・シールド機制御の各条件をパラメータとしてシールド機挙動に関する感度分析を行い, 得られた結果を施工実績や理論と比較した. その結果, シールド機動力学モデルはシールド機挙動を合理的に表現できることがわかった.

シールドトンネルに用いられる可塑性の裏込め注入材は排水条件下で加圧されると脱水圧密により体積が減少する. シールドトンネルの掘進によって発生する周辺地盤の変位に着目すれば, このような裏込め注入材の体積損失を明らかにすることは重要である. 本論文では, 二液性の可塑状裏込め注入材を対象として, 強度と配合・材齢の関係, 強度と弾性係数の関係, 圧密特性に関する実験を行い, これらの実験結果を基に, 裏込め注入材の圧密と固化の過程を一般的に表現できる実験式を提案した. さらに, 提案した実験式により計算した, 供試体内のひずみ, セメント水比, 弾性係数, 透水係数の分布・経時変化から, 裏込め注入材の圧密と固化のメカニズムを検討し, 上記の実験を良く近似できることを示した.

This paper aims to analyze the stability of elliptic tunnel generally, make clear relations between and various physical values ground support. The is discussed from point distortional strain energy by using Airy's stress function on coordinates represented complex variable. As conclusions, it was shown that safety index around in any construction stage composed 6 nondimensional factors included respective yield criterion. Based analysis factors, support's effect were clarified...

This paper aims to analyze stability of parallel tunnels on each stage tunneling, make clear the relations between and various physical values ground support. The is descussed from point distortional strain energy by stress function bipolar coordinates. preliminaly design method supported shotcrete rock bolts presented. results are applied actual data tunnels, then elastic constant at front tunnel excavation that rear one proposed.

ニューマチックケーソン工法は掘削地盤の適用範囲が広く, 最終的な支持地盤を目視や平板載荷試験によって確認できる信頼性の高い工法であるが, 高気圧作業を伴うため, 施工可能深度に限界がある. この問題に対処するため, 近年ではヘリウム混合ガス併用無人掘削工法が開発され, 作業気圧0.7MPaまでの大深度の施工が可能になった. しかし, これからの都市のインフラ整備では, 地下水面下100mの「超大深度」に対応できる技術が求められるようになると考えられる. そこで, 本論文では, シールド工法に採用されているテール部の止水技術を応用したニューマチックケーソンの作業気圧低減方法を提案する.

これまで, 二次元の平面ひずみFEM解析によってシールドトンネルの通過による周辺地盤の変位挙動を評価する場合には, トンネル掘削の影響として, 掘削面に応力境界を導入して地盤の変位を求めるのが一般的であった. 本研究では, 硬質地盤におけるシールドトンネルの近接施工問題に対して, シールド掘進中に生ずる掘削面の変位を基にした地盤変位予測手法を提案するとともに, 同手法による二次元, 三次元FEM解析結果と現場計測データとを比較することにより, その妥当性を検討した. この結果, 提案する手法は曲線部における非対称な地盤変位挙動をシミュレートできること, 既存の解析手法より提案する解析手法の方が実際の地盤変位挙動をより高い精度でシミュレートできることが明らかとなった.