JP2000129699A - 耐震性地中構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】地震時に地中構造物と上載土の摩擦力を小さく
できると共に、直土圧が増大するのを防止でき、これに
より従来ほど強度を増大させることなく、コストアップ
を抑制できる地中構造物を提供する。 【解決手段】埋設状態にある地中構造物本体１と、この
地中構造物本体１の上スラブ１ａ上に布設された低摩擦
材からなる滑り部５と、周辺地盤３より軟質で地中構造
物本体１の側面に配置された軟質材６とから構成され、
滑り部５と地中構造物本体１との間の摩擦力が、地中構
造物本体１に上載土２を直接載せた場合に上載土２と地
中構造物本体１との間で生じる摩擦力よりも小さいこ
と、及び直土圧の増大を防止することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐震性地中構造物
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、開削トンネルは地中に掘った
穴に構築されている。図２は、矩形状の地中構造物本体
１を地中に掘った穴Ｈに構築したものの従来例を示して
いる。図２において、地中構造物本体１の上スラブ１ａ
には、地中構造物本体１を埋設状態におくための土や砂
等２が隙間なく被せられている。これら土や砂等２は、
地中構造物本体１の上スラブ１ａに載せられるので、以
下「上載土２」といい、地中構造物本体１の上スラブ１
ａ以外の外壁面に対応する穴Ｈの土や砂のことを「周辺
埋設土３」と便宜上いう。なお、図２、図３に符号１ｂ
で示すものは、地中構造物本体１内の空間部であって、
この中を車や電車が通れるようになっている。

【０００３】地中構造物本体１は矩形状であるからその
上スラブ１ａは平面形状をしている。このような平面形
状の上スラブ１ａを有する地中構造物本体１を穴Ｈに構
築してから上載土２を被せて埋設すると、上載土２は、
上スラブ１ａで受け止められる。そして、地中構造物本
体１は、通常、地中深く埋設されるので、上スラブ１ａ
に掛かる上載土２の重量はかなり重い。このため、地中
構造物本体１は、上スラブ１ａを介して上載土２によっ
て下方に押圧される。すなわち、上載土２は、その重量
が土圧として地中構造物本体１の上スラブ１ａに直接作
用する。

【０００４】一方、地中構造物本体１はコンクリートで
できているため、一般には、地中構造物本体１周りにあ
る上載土２や周辺埋設土３よりも剛性が高い。したがっ
て、地中構造物本体１を含む地面が、例えば地震によっ
て図２の矢印４で示すような横揺れをすると、そのとき
の慣性力によって上載土２は、図３で示すように地中構
造物本体１に対して相対的に位置ずれを起こす。

【０００５】このような位置ずれを生じると、上載土２
の重量は、単なる土圧として上スラブ１ａに作用するの
ではなく、せん断土圧（矢印４と逆の方向に上スラブ１
ａを水平に引っ張る力）として作用してしまう。このた
め、上載土２と上スラブ１ａとの間では、大きな摩擦力
を生ずる。この摩擦力が、地中構造物本体１に大きなせ
ん断変形を生じさせてしまう虞れがある。

【０００６】そこで、従来は、地中構造物本体１に用い
られる鉄筋の数を増やしたり、コンクリートの使用量を
増やしたりすることにより地中構造物本体１の強度を高
め、これによって地中構造物本体１が地震時に損傷を受
けるのを防止してきた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
地中構造物本体１においては、上述のように鉄筋の数や
コンクリートの使用量を増やすことにより、強度を上げ
る必要があるので、コストアップになるという問題があ
った。

【０００８】本発明の目的は、かかる従来の問題点を解
決するためになされたもので、地震時に大きな摩擦力が
地中構造物本体に伝わるのを防止できると共に、地中構
造物に作用する直土圧が過度に増大するのを防止でき、
これにより強度を従来ほど増大させる必要がなく、コス
トアップを従来より抑えた地中構造物を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は耐震性地中構造
物であり、前述の技術的課題を解決するために以下のよ
うに構成されている。すなわち、本発明の耐震性地中構
造物は、埋設状態にある地中構造物本体と、この地中構
造物本体の上スラブ上に布設された低摩擦材からなる滑
り部と、周辺地盤より軟質で前記地中構造物本体の側面
に配置された軟質材とから構成され、前記滑り部と前記
地中構造物本体との間の摩擦力が、前記地中構造物本体
に上載土を直接載せた場合に前記上載土と前記地中構造
物本体との間で生じる摩擦力よりも小さいことを特徴と
する。

【００１０】この耐震性地中構造物は、地震時に上スラ
ブと上載土との間に生じる摩擦力を小さくできる。ま
た、周辺地盤から地中構造物本体に作用する直土圧が軟
質材で吸収されて低減される。

【００１１】前記軟質材は前記地中構造物本体の側面の
上部側に配置することができる。この場合は、滑り部の
端部に集中する地盤応力の分散力が軟質材で吸収される
ので、地中構造物の側面に作用する直土圧が増大するの
を防止できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る耐震性地中構
造物の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】図１は、本発明に係る耐震性地中構造物Ａ
１を示す。この耐震性地中構造物Ａ１は、地中構造物本
体１と、その上スラブ１ａの上面に配置された低摩擦材
からなる滑り部５と、地中構造物本体１の側面に配置さ
れた軟質材６とから構成されており、地中構造物本体１
は滑り部５及び軟質材６とともに埋設される。滑り部５
は、上スラブ１ａとほぼ同一の幅で敷設されている。

【００１４】なお、ここでいう低摩擦材は、この低摩擦
材と地中構造物本体１との間に発生する摩擦力が、地中
構造物本体１に上載土２を直接載せた場合に上載土２と
地中構造物本体１との間に発生する摩擦力よりも小さく
なるような材料で形成されたものである。また、軟質材
６としては、周辺埋設土３より軟らかく、周辺埋設土３
から地中構造物本体１に作用する直土圧Ｑを吸収するも
の、例えばゴムなどを使用することができる。本実施の
形態では、軟質材６が地中構造物本体１の側面の上部側
に配置すると効果的であるが、特に上部側に限定するも
のではなく、側面上部から下部まで連続していてもよ
い。

【００１５】本実施の形態の耐震性地中構造物Ａ１が上
述の従来技術（図２、図３）と異なる点は、地中構造物
本体１の上スラブ１ａの上面に滑り部５を被せ、この状
態で地中構造物本体１を埋設した点と、地中構造物本体
１の側面に軟質材６を配置した点にある。これ以外の構
成は、図２に示された従来の地中構造物１の場合と同一
であるので、同一の部分には同一の符号を付けて詳細な
説明を省略する。

【００１６】滑り部５は、埋設状態にある地中構造物本
体１が例えば地震等の振動によって上載土２と位置ずれ
を生じた際に、滑り部５とこの滑り部５が被される上ス
ラブ１ａとの間で生ずる摩擦力が滑り部５を上スラブ１
ａに被せなかったときの摩擦力、すなわち上スラブ１ａ
に上載土２を直接被せたときに両者間で生ずる摩擦力よ
りも小さくなるように、上スラブ１ａとの間の摩擦係数
が、すなわち滑り部５の材質やその状態が、設定された
ものであればよい。また、この滑り部５及び軟質材６
は、長期間、地中で存在しなければならないものである
ので、熱や寒さ、湿気その他の外的要因に耐え得るよう
になっている。

【００１７】このような耐震性地中構造物Ａ１を地中に
埋設すると、滑り部５と地中構造物本体１との間で生じ
る摩擦力の方が、地中構造物本体１と上載土２との間で
生じる摩擦力よりも小さくなる。

【００１８】その結果、例えば地震の発生によって横方
向への位置ずれを生じるほどに耐震性地中構造物Ａ１が
揺れて、そのときの慣性力の影響で地中構造物本体１が
その周囲の上載土２や周辺埋設土３に対して位置ずれを
生じたとしも、上スラブ１ａと滑り部５との間で生じる
摩擦力は小さくなるので、地中構造物本体１の強度を従
来ほど増大することなく、すなわち、地中構造物本体１
に使用する鉄筋やコンクリートの使用量を従来ほど増や
すことなく、地中構造物本体１の地震時の損傷を防止す
ることができる。

【００１９】また、軟質材６の厚さを適宜設定すること
により、周辺埋設土３から地中構造物本体１に作用する
直土圧Ｑを軟質材６で吸収することができる。特に、滑
り部５の端部５ａには地盤応力が集中し、この集中した
地盤応力が軟質材６で吸収されるので、直土圧Ｑが増大
するのを防止できる。

【００２０】このように、本発明に係る耐震性地中構造
物においては、地震時に上載土２から地中構造物本体１
に作用する摩擦力が小さくなると共に、周辺埋設土３か
ら地中構造物本体１に作用する直土圧Ｑが増大するのを
防止できるので、地中構造物本体１の鉄筋の数やコンク
リートの使用量を従来ほど増やすことなく、実質的に地
中構造物本体１の強度を高めたと同じにできるので、コ
ストダウンを図ることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の耐震性地
中構造物によれば、地震時に発生する地中構造物と上載
土との摩擦力を小さくできると共に、滑り部の端部に発
生する地盤応力の集中を軟質材で吸収することにより、
周辺地盤から地中構造物に作用する直土圧が増大するの
を防止できるので、地中構造物が使用する鉄筋の数やコ
ンクリートの使用量を従来ほど増やして強度を高める必
要がないため、コストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る耐震性地中構造物を示す断面図で
ある。

【図２】従来例に係る地中構造物を示す断面図である。

【図３】従来例に係る地中構造物の地震時の作用を示す
断面図である。

【符号の説明】

Ａ１ 耐震性地中構造物 １ 地中構造物本体 １ａ 上スラブ ２ 上載土 ５ 滑り部 ６ 軟質材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 埋設状態にある地中構造物本体と、この
   地中構造物本体の上スラブ上に布設された低摩擦材から
   なる滑り部と、周辺地盤より軟質で前記地中構造物本体
   の側面に配置された軟質材とから構成され、 前記滑り部と前記地中構造物本体との間の摩擦力が、前
   記地中構造物本体に上載土を直接載せた場合に前記上載
   土と前記地中構造物本体との間で生じる摩擦力よりも小
   さいことを特徴とする耐震性地中構造物。
2. 【請求項２】 前記軟質材は前記地中構造物本体の側面
   の上部側に配置されていることを特徴とする請求項１に
   記載の耐震性地中構造物。