JP2001049683A - Base isolation structure of underground structure - Google Patents

Base isolation structure of underground structure

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JP2001049683A
JP2001049683A JP11223920A JP22392099A JP2001049683A JP 2001049683 A JP2001049683 A JP 2001049683A JP 11223920 A JP11223920 A JP 11223920A JP 22392099 A JP22392099 A JP 22392099A JP 2001049683 A JP2001049683 A JP 2001049683A
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seismic isolation
isolation layer
underground
tunnel
main
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Application number
JP11223920A
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Japanese (ja)
Inventor
Isao Natsubori
功 夏堀
Original Assignee
Tokai Rubber Ind Ltd
東海ゴム工業株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To absorb and disperse the vibration of ground by a base isolation layer due to an earthquake, and prevent the breakage of a tunnel by covering the whole outer peripheral face of the tunnel constructed underground by the base isolation layer. SOLUTION: A base isolation layer 10 is formed between the whole outer peripheral face of the tunnel 2 of concrete structure constructed in the excavated hole 6 of ground 4 and the excavated hole 6 to be made base isolation structure 8. The base isolation layer 10 has a dynamic shearing elastic coefficient of 3 kgf/cm2 and a Poisson's ratio of 0.3-0.5, hydroxyl containing liquid-like polybutadiene is made a main material, polyisocyanate is made a hardener, and the base isolation layer 10 is formed by mixing and injecting asphalt, oil and the other additive at need. The viscosity of the main material is 100 poise or less, and the NCO component of the hardener is within 0.4-1.6 to the OH component of the main material. Thereby the vibration of the ground 4 is absorbed and dispersed by the base isolation layer 10 during an earthquake to be transmitted to a tunnel 2, and the breakage of the tunnel 2 can be effectively prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【技術分野】本発明は、トンネル等の地中構造物の免震
構造に係り、特に、地震時等において、地中構造物に対
してその周囲地盤が相対変位することにより該地中構造
物の内部において発生する歪みを、効果的に低減且つ分
散せしめることの出来る免震構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seismic isolation structure for an underground structure such as a tunnel, and more particularly to an underground structure which is displaced relative to the underground structure during an earthquake or the like. The present invention relates to a seismic isolation structure capable of effectively reducing and dispersing distortion generated inside a vehicle.
【0002】[0002]
【背景技術】一般に、所定の地盤中に建造乃至は建設さ
れるトンネル等の地中構造物にあっては、地震時等にお
いて、その周囲地盤が相対変位すると、それに基づいて
剪断力等の荷重が作用せしめられて歪むところから、そ
の歪みによって壊れ難い免震構造乃至は耐震構造を有し
ていることが、従来より、強く求められている。そし
て、そのような地中構造物としては、これまでに各種の
ものが提案されており、例えば、地中構造物を与える鉄
筋コンクリートブロック等のセグメント部材の複数を、
その軸方向において、弾性を有する可撓継手にて連結せ
しめることで、周囲地盤の相対変位により生じる歪み
が、かかる継手にて集中的に吸収され得るように構成し
たものや、地中構造物の構造自体を剛構造と為すことに
より、その歪み変形が有利に抑制せしめられ得るように
構成したもの等が、知られている。
2. Description of the Related Art Generally, in an underground structure such as a tunnel constructed or constructed in a predetermined ground, when the surrounding ground is relatively displaced during an earthquake or the like, a load such as a shear force is generated based on the relative displacement. It has been strongly required that a seismic isolation structure or a seismic resistant structure that is hardly broken by the strain due to the strain caused by the action of the strain. As such underground structures, various types of underground structures have been proposed so far, for example, a plurality of segment members such as reinforced concrete blocks that provide underground structures,
In the axial direction, by connecting with elastic joints having elasticity, the strain generated by the relative displacement of the surrounding ground can be concentrated by such joints, and the structure of underground structures There is known a structure in which the structure itself is formed as a rigid structure so that distortion deformation thereof can be advantageously suppressed.
【0003】しかしながら、上記の如き可撓継手にてセ
グメント部材を連結せしめてなる地中構造物にあって
は、その周囲地盤の相対変位の方向がセグメント部材の
軸方向となる時には、ある程度の免震効果を期待するこ
とが出来るものの、その効果は充分であるとはいい難
く、また、その相対変位の方向が軸直角若しくは軸傾斜
方向となる時には、特に、地中構造物(セグメント部
材)の軸直角断面形状が矩形形状の場合において、地中
構造物に掛かる周面剪断力が大きくなることから、その
周面剪断力を充分に吸収することが出来ないといった問
題を内在しており、また、剛構造を有してなるものにあ
っては、免震性乃至は耐震性においては優れるが、経済
性の上からして、好ましくないといった問題があったの
である。
However, in the underground structure in which the segment members are connected by the flexible joint as described above, when the relative displacement direction of the surrounding ground becomes the axial direction of the segment members, a certain degree of exemption is required. Although the seismic effect can be expected, it is difficult to say that the effect is sufficient, and especially when the direction of the relative displacement is the direction perpendicular to the axis or the direction of the axis inclination, especially for the underground structure (segment member). In the case where the cross section perpendicular to the axis is a rectangular shape, since the peripheral shear force applied to the underground structure increases, there is an inherent problem that the peripheral shear force cannot be sufficiently absorbed, and The rigid structure is excellent in seismic isolation or earthquake resistance, but is not preferable in terms of economy.
【0004】そこで、そのような問題に対処するため
に、特開平4−203198号公報には、ウレタン樹脂
の液状物や水ガラス、或いはそれらを主成分とした液体
組成物からなると共に、そのゲル化乃至は固化後におい
て、剪断弾性係数、ヤング率及びポアソン比といった物
性値が、それぞれ所定の値となるような裏込め材を、地
中構造物と周囲地盤との間隙に注入して、ゲル化又は固
化せしめることにより形成されてなる免震層(装置)
が、明らかにされている。
To cope with such a problem, Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 4-203198 discloses a liquid material of urethane resin, water glass, or a liquid composition containing these as a main component and a gel thereof. After solidification or solidification, a backfill material whose physical property values such as shear modulus, Young's modulus and Poisson's ratio become predetermined values is injected into the gap between the underground structure and the surrounding ground, and the gel is formed. Seismic isolation layer (device) formed by solidification or solidification
Has been revealed.
【0005】かかる免震層にあっては、その形成が可能
である限りにおいて、地震等による周囲地盤の相対変位
により、剪断力が作用せしめられると、剪断変形性能が
有効に発揮されて、地中構造物における歪みが効果的に
分散且つ低減され得ると共に、特定のヤング率とポアソ
ン比を有していることにより、地盤沈下の招来を防止す
ることが出来、更に、剛構造の地中構造物に比して低コ
ストを実現することが出来る等の効果を奏し得るものな
のであるが、通常のウレタン樹脂にあっては、一般に、
そのポアソン比が比較的に小さいことから、現状では、
そのようなウレタン樹脂を用いて、前述の如き地盤沈下
の防止機能を有する免震層を形成することは、技術的に
極めて困難であったのであり、また、水ガラスを単独で
用いて、それにより形成した免震層にあっては、強度的
に非常に脆いものであることから、地震時のように繰り
返し荷重を受けるような場合には、極めて破壊され易
く、従って、免震層としての所期の性能を充分に奏し得
なくなる等の問題を内在するものであった。
In such a seismic isolation layer, as long as its formation is possible, when a shear force is applied by relative displacement of the surrounding ground due to an earthquake or the like, the shear deformation performance is effectively exhibited, and Strain in the middle structure can be effectively dispersed and reduced, and having a specific Young's modulus and Poisson's ratio can prevent the land subsidence from occurring. Although it is possible to achieve effects such as being able to realize a low cost as compared to a product, in general urethane resin, generally,
Because the Poisson's ratio is relatively small,
It was technically extremely difficult to form a seismic isolation layer having the function of preventing land subsidence as described above using such a urethane resin. The seismic isolation layer formed by the above is very brittle in terms of strength, so it is extremely susceptible to destruction when subjected to repeated loads such as during an earthquake. There are inherent problems such that the desired performance cannot be sufficiently achieved.
【0006】尤も、近年において、特開平8−1210
85号公報には、そのようなウレタン樹脂や水ガラスの
代わりに、シリコンゴム組成物を地中構造物と周囲地盤
との間隙に注入,硬化せしめて、免震層を形成すること
で、ウレタン樹脂や水ガラスといった裏込め材からなる
免震層における問題を有利に解消し得る地中免震構造物
が、提案されている。
However, in recent years, Japanese Patent Laid-Open No.
No. 85 discloses that instead of such a urethane resin or water glass, a silicone rubber composition is injected into the gap between the underground structure and the surrounding ground and hardened to form a seismic isolation layer. Underground seismic isolation structures have been proposed that can advantageously solve the problem of seismic isolation layers made of backfill materials such as resin and water glass.
【0007】[0007]
【解決課題】かかる状況下、本発明者らは、上述の如き
地中構造物の免震層において有利に適用され得る材料に
ついて、鋭意研究を重ねた結果、水酸基を有する液状ポ
リブタジエンと所定のポリイソシアネートとを反応せし
めることにより得られる反応生成物が、免震特性及び地
盤沈下防止性能の点で、特に有効な材料であると共に、
コストダウンを図るべく、かかる反応生成物にて免震層
を薄く形成しても、充分な免震特性を実現し得るもので
あるという知見を得たのである。
Under such circumstances, the present inventors have conducted intensive studies on materials that can be advantageously used in the seismic isolation layer of underground structures as described above, and as a result, have found that a liquid polybutadiene having a hydroxyl group and a predetermined polystyrene can be used. The reaction product obtained by reacting with isocyanate is a particularly effective material in terms of seismic isolation characteristics and land subsidence prevention performance,
It has been found that even if a seismic isolation layer is formed thin with such a reaction product in order to reduce costs, sufficient seismic isolation characteristics can be realized.
【0008】従って、本発明は、かかる知見に基づいて
完成されたものであって、その解決課題とするところ
は、優れた免震特性を発揮して、地震時等において、地
中構造物とその周囲地盤との相対変位に起因して該地中
構造物の内部に発生する歪みを、効果的に低減且つ分散
せしめ得ると共に、地盤沈下を有利に防止することの出
来る、経済性の良好な地中構造物の免震構造を、提供す
ることにある。
Accordingly, the present invention has been completed on the basis of such knowledge, and the problem to be solved is to exhibit excellent seismic isolation characteristics and to provide an underground structure during an earthquake or the like. Distortion generated inside the underground structure due to the relative displacement with the surrounding ground can be effectively reduced and dispersed, and land subsidence can be advantageously prevented. An object of the present invention is to provide a seismic isolation structure for an underground structure.
【0009】[0009]
【解決手段】そして、本発明にあっては、そのような課
題を解決するために、地中構造物とその周囲地盤との間
隙に、水酸基を有する液状ポリブタジエンを必須成分と
する主材とポリイソシアネートを必須成分とする硬化剤
との反応生成物からなる免震層を形成してなることを特
徴とする地中構造物の免震構造を、その要旨とするもの
である。
According to the present invention, in order to solve such a problem, a gap between an underground structure and its surrounding ground is filled with a main material containing a liquid polybutadiene having a hydroxyl group as an essential component. The gist of the present invention is a seismic isolation structure of an underground structure characterized by forming a seismic isolation layer made of a reaction product with a curing agent containing isocyanate as an essential component.
【0010】この本発明に従う地中構造物の免震構造に
あっては、地中構造物とその周囲地盤との間隙におい
て、所定の免震層が形成されることにより、構成される
ものであるが、特に、かかる免震層が、水酸基を有する
液状ポリブタジエンを必須の成分として含む主材と、所
定のポリイソシアネートを必須の成分とする硬化剤とを
反応せしめることにより得られる反応生成物にて形成さ
れているところに、大きな特徴がある。
In the seismic isolation structure for an underground structure according to the present invention, a predetermined seismic isolation layer is formed in a gap between the underground structure and the surrounding ground. However, in particular, such a seismic isolation layer includes a reaction product obtained by reacting a main material containing liquid polybutadiene having a hydroxyl group as an essential component with a curing agent containing a predetermined polyisocyanate as an essential component. There is a great feature where it is formed.
【0011】要するに、かくの如き地中構造物の免震構
造における免震層にあっては、前記水酸基含有の液状ポ
リブタジエンを含んでなる主材とポリイソシアネートを
含んでなる硬化剤との反応生成物にて形成されることに
よって、弾性変形し易くなっていることに加えて、その
弾性特性は適度に柔らかく、しかも、荷重入力時におけ
る体積変化が、充分に小さなものとなっているのであ
る。
In short, in the seismic isolation layer of the seismic isolation structure for an underground structure, the reaction product between the main material containing the hydroxyl group-containing liquid polybutadiene and the curing agent containing the polyisocyanate is used. In addition to being easily elastically deformed by being formed of an object, the elastic properties thereof are moderately soft, and the volume change upon load input is sufficiently small.
【0012】従って、このような免震層を有してなる地
中構造物の免震構造にあっては、地震等により、地中構
造物に対してその周囲地盤が相対変位する際には、剪断
力等の荷重が、地中構造物よりも先に上記特徴的な免震
層に加わることによって、免震層が容易に弾性変形し
て、それにより、荷重は適度に吸収され、且つ充分に分
散された後、地中構造物に伝達せしめられることとなる
ところから、地中構造物において、歪みは、荷重の入力
方向に大きな影響を受けることなく、効果的に低減され
得ることとなると共に、良好に分散され得て、その集中
が効果的に軽減され得ることとなるのである。要する
に、本発明の免震構造は、優れた免震特性を発揮するも
のであり、従って、このような免震構造を地中構造物に
適用すれば、地中構造物の破壊が極めて有利に阻止され
得るのである。
Therefore, in the seismic isolation structure of an underground structure having such a seismic isolation layer, when the surrounding ground is relatively displaced with respect to the underground structure due to an earthquake or the like. When a load such as a shear force is applied to the above-mentioned characteristic seismic isolation layer before the underground structure, the seismic isolation layer is easily elastically deformed, whereby the load is appropriately absorbed, and After being sufficiently dispersed, it is transmitted to the underground structure, so that in the underground structure, the strain can be effectively reduced without being significantly affected by the load input direction. At the same time, it can be well dispersed and its concentration can be effectively reduced. In short, the seismic isolation structure of the present invention exhibits excellent seismic isolation characteristics. Therefore, if such a seismic isolation structure is applied to an underground structure, the destruction of the underground structure is extremely advantageous. It can be prevented.
【0013】また、本発明においては、免震層が柔軟性
を有していることから、前述せる如き免震特性を薄い免
震層にても高度に実現し得るのであり、それ故に、その
ような免震層の形成材料たる反応生成物を与える主材や
硬化剤の使用量が、効果的に抑えられ得て、免震層、ひ
いては免震構造の低コスト化を有利に図ることが可能と
なるばかりでなく、更に、免震層が体積変化の小さなも
のとなっているところから、通常のポリウレタン樹脂か
らなるものとは異なり、免震層の体積収縮に起因して地
盤沈下が惹起されるようなことが、有利に防止乃至は回
避され得るといった利益をも、享受することが出来る。
Further, in the present invention, since the seismic isolation layer has flexibility, the above-mentioned seismic isolation characteristics can be realized to a high degree even with a thin seismic isolation layer. It is possible to effectively reduce the amount of the main material and curing agent that give the reaction product, which is the material forming the seismic isolation layer, and to advantageously reduce the cost of the seismic isolation layer and, consequently, the seismic isolation structure. Not only is it possible, but also because the seismic isolation layer has a small volume change, unlike the ordinary polyurethane resin, land subsidence is caused by the volume shrinkage of the seismic isolation layer It is also possible to enjoy the advantage that such a situation can be advantageously prevented or avoided.
【0014】なお、かかる本発明に従う地中構造物の免
震構造における好ましい態様の一つによれば、前記免震
層を形成する反応生成物は、前記主材と前記硬化剤と
が、NCO/OH=0.4〜1.6の範囲内において反
応せしめられることにより得られるものであることが、
望ましいのである。このような構成を採用することによ
って、免震層において、所望の弾性特性を一層有利に実
現することが可能となるのである。
According to one preferred embodiment of the seismic isolation structure for an underground structure according to the present invention, the reaction product forming the seismic isolation layer is such that the main material and the curing agent are NCO / OH = 0.4 to 1.6,
It is desirable. By adopting such a configuration, it is possible to more advantageously achieve desired elastic characteristics in the seismic isolation layer.
【0015】また、本発明の他の好ましい態様の一つに
よれば、前記主材は、100ポアズ以下の粘度を有して
いるのである。本発明に従う地中構造物の免震構造の施
工に際しては、地中構造物とその周囲地盤との間隙に、
前記主材と硬化剤とを注入して、所定の反応を進行せし
めることで、目的とする免震層を形成する手法が、特に
好適に採用されるのであるが、その場合において、注入
の主体となる主材の粘度が余りに大きくなり過ぎると、
それらの注入作業が著しく困難となり、作業性が悪化す
ることから、上述の如き構成を採用することによって、
そのような問題が有利に解消され得るのである。
According to another preferred embodiment of the present invention, the main material has a viscosity of 100 poise or less. In the construction of the seismic isolation structure of the underground structure according to the present invention, in the gap between the underground structure and the surrounding ground,
The method of forming the target seismic isolation layer by injecting the main material and the curing agent and causing a predetermined reaction to proceed is particularly preferably adopted. If the viscosity of the main material becomes too large,
Since such injection work becomes extremely difficult and workability deteriorates, by adopting the configuration as described above,
Such a problem can be advantageously solved.
【0016】さらに、本発明に従う地中構造物の免震構
造の望ましい態様の一つにおいては、前記反応生成物
は、アスファルト類及び/又はオイルを含有している。
かかるアスファルト類は、それを前記主材と硬化剤との
反応に先立って、それら主材及び/又は硬化剤に配合せ
しめることにより、反応生成物中に含有せしめられて、
免震層に防水性乃至は耐水性を付与することが出来る
他、免震層において、上記した有効な性能を保持しつ
つ、その全体の嵩を大ならしめ得るという増量効果を奏
し得るところから、そのようなアスファルト類の使用に
よって、コストダウンをより有効に図ることが可能とな
る。一方、オイルは、主材及び/又は硬化剤に配合さ
れ、以て反応生成物中に含有せしめられることで、免震
層をより柔軟なものと為すことが出来、また、前記アス
ファルト類の配合により上昇した主材や硬化剤の粘度を
下げることも出来るといった利点がある。従って、この
ようなアスファルト類及びオイルが含有せしめられた反
応生成物からなる免震層、そしてかかる免震層を有する
免震構造においては、かくの如き各種の作用,効果が、
併せて奏され得ることとなるのである。
Further, in one preferable embodiment of the seismic isolation structure of the underground structure according to the present invention, the reaction product contains asphalts and / or oil.
Such asphalts are incorporated into the main product and / or the curing agent prior to the reaction between the main material and the curing agent, so that the asphalt is contained in the reaction product,
In addition to being able to impart waterproofness or water resistance to the seismic isolation layer, the seismic isolation layer can exert the effect of increasing the volume of the entire sediment while maintaining the above-mentioned effective performance. By using such asphalts, it is possible to more effectively reduce costs. On the other hand, the oil is blended with the main material and / or the hardening agent, and is contained in the reaction product, so that the seismic isolation layer can be made more flexible. Therefore, there is an advantage that the viscosity of the main material or the curing agent which has been increased can be reduced. Therefore, in such a seismic isolation layer made of a reaction product containing asphalts and oil, and in a seismic isolation structure having such a seismic isolation layer, various actions and effects as described above are obtained.
It can be played together.
【0017】更にまた、本発明における他の望ましい態
様の一つによれば、前記反応生成物からなる免震層は、
3kgf/cm2 以下の動的剪断弾性係数(1Hz)と
0.3〜0.5のポアソン比を有しているのである。即
ち、免震層の動的剪断弾性係数が、かかる値以下とされ
ることによって、換言すれば、柔らかいことによって、
薄い免震層にても、その破断が生じることなく、優れた
剪断弾性変形性能が発揮され得て、より有効な免震特性
が発揮され得ることから、経済性がより一層向上するこ
ととなるのであり、また、ポアソン比が前記した範囲内
とされることにより、地盤沈下に繋がる免震層の体積収
縮量が、より効果的に小ならしめられ得るのである。な
お、本明細書において、「動的剪断弾性係数(1H
z)」とは、常法に従って、対象物(反応生成物)に1
Hzの振動を加えて測定された動的剪断弾性係数を、意
図している。
According to still another preferred embodiment of the present invention, the seismic isolation layer made of the reaction product comprises:
It has a dynamic shear modulus (1 Hz) of 3 kgf / cm 2 or less and a Poisson's ratio of 0.3 to 0.5. That is, by setting the dynamic shear modulus of the seismic isolation layer to be equal to or less than this value, in other words, by being soft,
Even with a thin seismic isolation layer, excellent shear elastic deformation performance can be exhibited without breaking, and more effective seismic isolation characteristics can be exhibited, so that economic efficiency is further improved. In addition, by setting the Poisson's ratio within the above range, the volume shrinkage of the seismic isolation layer, which leads to land subsidence, can be reduced more effectively. In addition, in this specification, "Dynamic shear modulus (1H
z) "means that the target substance (reaction product) is 1
Dynamic shear modulus measured with the application of vibrations at Hz is contemplated.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】ところで、かくの如き本発明に従
う地中構造物の免震構造は、所定の地盤中に建造乃至は
建設されるトンネルの如き各種の地中構造物に対して、
有利に適用されるものであって、例えば、図1,図2や
図3において概略的に示されるような構成を有するもの
である。なお、図1,2は、日の字型断面を有するトン
ネルに対して、また、図3は、円形断面を有するトンネ
ルに対して、本発明を適用した例を、それぞれ、示して
いる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The seismic isolation structure of an underground structure according to the present invention as described above is applicable to various underground structures such as a tunnel or a tunnel constructed in a predetermined ground.
It is advantageously applied, for example, having a configuration as schematically shown in FIGS. 1, 2 and 3. 1 and 2 show an example in which the present invention is applied to a tunnel having a sun-shaped cross section, and FIG. 3 shows an example in which the present invention is applied to a tunnel having a circular cross section.
【0019】すなわち、かかる図1,2及び図3におい
て、地中構造物としてのトンネル2は、シールド工法や
開削工法等の公知の各種手法により、それを建造すべき
地盤4に形成した掘削穴6内に、コンクリート等の材料
を用いて、所定の断面形状をもって直線的に延びる形態
において、建造されているのであるが、本発明に従うト
ンネル2の免震構造8にあっては、かかるトンネル2
を、軸方向及び周方向の全体に亘って、その外周面と地
盤4の掘削穴6の内周面とを所定間隔を空けて対向させ
た状態で、掘削穴6内に建造すると共に、かくしてトン
ネル2とその周囲の地盤4との間に形成された空間の全
体を埋めるようにして、免震層10を形成することによ
り、所期の効果を発揮するように構成されているのであ
る。
That is, in FIGS. 1, 2 and 3, the tunnel 2 as an underground structure is formed by excavation holes formed in the ground 4 on which it is to be built by various known methods such as a shield method and an open-cut method. In the seismic isolation structure 8 of the tunnel 2 according to the present invention, it is constructed in a form extending linearly with a predetermined cross-sectional shape using a material such as concrete in the inside of the tunnel 2.
In the state where the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the excavation hole 6 of the ground 4 are opposed to each other at a predetermined interval over the entirety in the axial and circumferential directions, The seismic isolation layer 10 is formed so as to fill the entire space formed between the tunnel 2 and the ground 4 around the tunnel 2, thereby achieving the intended effect.
【0020】そして、そこにおいて、そのような免震構
造8における免震層10が、本発明に従って、それぞれ
特定の成分を必須の成分として含む主材と硬化剤との反
応生成物から、形成されているのである。
And there, the seismic isolation layer 10 in such a seismic isolation structure 8 is formed according to the present invention from a reaction product of a main material and a hardener each containing a specific component as an essential component. -ing
【0021】より具体的には、本発明に従うトンネル2
の免震構造8において、その免震層10の形成材料たる
反応生成物を与える主材は、その必須の成分として、ポ
リブタジエンの中でも、水酸基(OH)を有する液状の
ポリブタジエンを含有するものであることが、必要とさ
れるのである。そして、このような主材の必須成分たる
水酸基含有の液状ポリブタジエンとしては、一般に、そ
のポリブタジエン構造が、1,2−ビニル構造又は1,
4−トランス構造の単独構造、或いは、1,2−ビニル
構造と1,4−トランス構造、1,2−ビニル構造と
1,4−トランス構造と1,4−シス構造、1,4−ト
ランス構造と1,4−シス構造の混合構造であると共
に、その両末端に、官能基として、反応性の高い水酸基
が導入されてなるものが、有利に採用されることとなる
のであるが、その中でも、1,4−シス構造を15%以
上の高い割合において含む、1,2−ビニル構造と1,
4−トランス構造と1,4−シス構造の混合構造、若し
くは1,4−トランス構造と1,4−シス構造の混合構
造を有するものが、最終的に得られる免震層10の弾性
特性の点で、より好適に用いられるのである。また、か
くの如き水酸基含有液状ポリブタジエンの分子量は、一
般には、1000〜3000程度であることが、望まし
い。
More specifically, the tunnel 2 according to the present invention
In the seismic isolation structure 8 described above, the main material that provides a reaction product as a material forming the seismic isolation layer 10 contains, as an essential component, liquid polybutadiene having a hydroxyl group (OH) among polybutadienes. Is needed. And, as a liquid polybutadiene containing a hydroxyl group, which is an essential component of such a main material, generally, the polybutadiene structure has a 1,2-vinyl structure or a 1,2-vinyl structure.
Single structure of 4-trans structure, or 1,2-vinyl structure and 1,4-trans structure, 1,2-vinyl structure, 1,4-trans structure and 1,4-cis structure, 1,4-trans A structure having a mixed structure of a structure and a 1,4-cis structure and having a highly reactive hydroxyl group introduced as a functional group at both ends thereof is advantageously employed. Above all, a 1,2-vinyl structure containing 1,4-cis structure in a high ratio of 15% or more,
One having a mixed structure of a 4-trans structure and a 1,4-cis structure or a mixed structure of a 1,4-trans structure and a 1,4-cis structure has an elastic characteristic of the seismic isolation layer 10 finally obtained. In this respect, it is more preferably used. In addition, the molecular weight of such a hydroxyl group-containing liquid polybutadiene is generally desirably about 1,000 to 3,000.
【0022】一方、本発明において、免震層10を形成
する反応生成物を得るために、そのような主材に反応せ
しめられる硬化剤としては、その必須の成分として、ポ
リイソシアネートを含有するものが、用いられるのであ
る。この硬化剤の必須成分としてのポリイソシアネート
としては、従来より、適当なポリオール類と反応させ
て、ポリウレタン樹脂を形成する際に使用される、公知
の2官能以上のポリイソシアネートの何れもが、有利に
採用され得、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート(MDI)、トリレンジイソシアネート、
オルトトルイジンジイソシアネート、フェニレンジイソ
シアネート、ナフチレンジイソシアネート、キシリレン
ジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、
ヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネ
ート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメ
チレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックポリ
イソシアネート等を挙げることが出来、それらのうちの
1種若しくは2種以上が組み合わされて、用いられるこ
ととなる。そして、本発明では、それらのポリイソシア
ネートの中でも、比較的に安価なクルードMDI(粗製
MDI)が、硬化剤の必須成分として、特に好適に用い
られるのである。
On the other hand, in the present invention, in order to obtain a reaction product for forming the seismic isolation layer 10, such a curing agent that is reacted with the main material is one containing a polyisocyanate as an essential component. Is used. As the polyisocyanate as an essential component of the curing agent, any of known bifunctional or higher functional polyisocyanates conventionally used when forming a polyurethane resin by reacting with an appropriate polyol is advantageous. For example, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), tolylene diisocyanate,
Ortho toluidine diisocyanate, phenylene diisocyanate, naphthylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, meta-xylylene diisocyanate,
Hexamethylene diisocyanate, lysine diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate, polymeric polyisocyanate and the like can be mentioned, and one or more of them can be used in combination. In the present invention, among these polyisocyanates, relatively inexpensive crude MDI (crude MDI) is particularly preferably used as an essential component of the curing agent.
【0023】なお、そのような主材及び硬化剤にあって
は、それぞれ、上記した必須の成分以外にも、公知の触
媒、架橋剤、難燃剤、減粘剤、軟化剤、安定剤、充填剤
等が、添加物として、通常の量において適宜に配合せし
められていても良いが、発泡剤の使用については、免震
層10の体積変化量を大きくすることから、好ましくな
い。また、本発明においては、特に、そのような添加物
の中で、アスファルト類及びオイルのうちの少なくとも
何れか一方が、主材及び硬化剤のうちの少なくとも何れ
か一方に、配合せしめられることが、好ましいのであ
る。
In addition, in such a main material and a curing agent, a known catalyst, a crosslinking agent, a flame retardant, a viscosity reducing agent, a softener, a stabilizer, a filler An agent or the like may be appropriately mixed in a usual amount as an additive, but the use of a foaming agent is not preferable because the volume change of the seismic isolation layer 10 is increased. In the present invention, in particular, among such additives, at least one of asphalts and oil may be blended with at least one of the main material and the curing agent. It is preferred.
【0024】すなわち、アスファルト類を主材及び/又
は硬化剤に配合することで、免震層10における所期の
特性を維持しつつ、嵩高な反応生成物を得ることが出来
ることから、主材と硬化剤において、それぞれの必須成
分の含有量を少なくして、要するに、各必須成分の使用
量を減らして、免震層10の形成コストを有利に引き下
げることが可能となることに加え、かかる配合によっ
て、免震層10内にアスファルト類が含有せしめられる
ことで、免震層10において良好なる防水性乃至は耐水
性が発現され得ることとなるのである。なお、このよう
な効果を発揮するアスファルト類としては、例えば、各
種の天然アスファルトの他、ストレートアスファルト、
ブローンアスファルト、カットバックアスファルト等の
石油アスファルト等が用いられることとなる。
That is, by mixing asphalt into the main material and / or the curing agent, a bulky reaction product can be obtained while maintaining the desired characteristics of the seismic isolation layer 10. In addition to the above, it is possible to reduce the content of each essential component in the curing agent and, in short, reduce the use amount of each essential component, thereby advantageously reducing the formation cost of the seismic isolation layer 10. Asphalts are contained in the seismic isolation layer 10 by the compounding, so that the waterproofing or the water resistance in the seismic isolation layer 10 can be exhibited. In addition, asphalts exhibiting such effects include, for example, various asphalts, straight asphalts,
Petroleum asphalt such as blown asphalt and cutback asphalt will be used.
【0025】また一方、オイルは、主材及び/又は硬化
剤に配合せしめられて、免震層10に含められることに
よって、免震層10を柔らかくする軟化剤乃至は柔軟剤
として働くことから、本発明においては、好適に用いら
れるのである。また、オイルの配合によって、主材や硬
化剤の粘度を低下させることが出来るのであるが、通
常、前記アスファルト類の配合により、主材や硬化剤の
粘度は上昇することとなるところから、特に、主材や硬
化剤において低い粘度が要求される場合には、アスファ
ルト類に併せて、オイルの配合を適量において行なうこ
とが、より好ましいのである。なお、このようなオイル
としては、従来からゴム材料等の軟化剤として一般に用
いられている、アロマ系オイル、ナフテン系オイル、パ
ラフィン系オイル等が、適宜に選択されて、使用され
る。
On the other hand, the oil is mixed with the main material and / or the hardening agent and is included in the seismic isolation layer 10, so that it functions as a softening agent or a softening agent for softening the seismic isolation layer 10. In the present invention, it is suitably used. In addition, the viscosity of the main material and the curing agent can be reduced by the blending of the oil, but usually, the viscosity of the main material and the curing agent is increased by the blending of the asphalts. When a low viscosity is required for the main material and the curing agent, it is more preferable to mix oil in an appropriate amount in addition to asphalts. As such an oil, an aroma-based oil, a naphthenic-based oil, a paraffin-based oil, or the like, which has been generally used as a softening agent for a rubber material or the like, is appropriately selected and used.
【0026】なお、本発明において、主材や硬化剤の粘
度を低下させるために、前記オイルの他に、ジブチルフ
タレート(DBT)、ジオクチルフタレート(DO
P)、ジオクチルアジペート(DOA)、ジオクチルセ
バケート(DOS)、トリオクチルフォスフェート(T
OP)等の、従来からゴム材料等の可塑剤として使用さ
れているものを、主材及び/又は硬化剤に添加,配合せ
しめることも、可能である。
In the present invention, in order to reduce the viscosity of the base material and the curing agent, dibutyl phthalate (DBT), dioctyl phthalate (DO
P), dioctyl adipate (DOA), dioctyl sebacate (DOS), trioctyl phosphate (T
It is also possible to add and blend a plasticizer such as OP), which has been conventionally used as a plasticizer such as a rubber material, to the main material and / or the curing agent.
【0027】そして、本発明において、目的とする免震
層10を形成するには、上記した特定の必須成分をそれ
ぞれ含み、また、必要に応じて、各種の添加物を配合せ
しめてなる主材と硬化剤とを用いて、適当な温度条件
下、それらを混合せしめて、反応させることとなるので
ある。より詳細には、主材及び硬化剤の各々の必須成分
たる水酸基含有の液状ポリブタジエンと所定のポリイソ
シアネートとを付加重合反応させることとなるのである
が、そこにおいて、主材と硬化剤は、液状ポリブタジエ
ン中のOH成分とポリイソシアネート中のNCO成分と
の比(NCO/OH)が、0.4〜1.6の範囲内とな
るように、好ましくは、0.6〜1.2の範囲内となる
ように、それぞれの所要量が用いられて反応せしめられ
ることが、望ましいのである。けだし、かかるNCO/
OHが0.4よりも小さくなる場合には、免震層10に
おいて、所期の弾性特性が充分に奏され得なくなり、逆
に、それが1.6を越えるようになると、未反応のポリ
イソシアネートにより、免震層10における弾性特性が
不十分なものとなるからである。
In the present invention, in order to form the desired seismic isolation layer 10, the main material containing the above-mentioned specific essential components and, if necessary, various additives are blended. And a curing agent are mixed and reacted under suitable temperature conditions. More specifically, the main component and the curing agent are subjected to an addition polymerization reaction between a hydroxyl group-containing liquid polybutadiene and a predetermined polyisocyanate, which are essential components of the curing agent. The ratio of the OH component in the polybutadiene to the NCO component in the polyisocyanate (NCO / OH) is in the range of 0.4 to 1.6, preferably in the range of 0.6 to 1.2. It is desirable that each required amount be used and reacted such that NCO /
If the OH is smaller than 0.4, the desired elastic properties cannot be sufficiently exhibited in the seismic isolation layer 10. Conversely, if it exceeds 1.6, the unreacted poly- This is because the elastic characteristics of the seismic isolation layer 10 become insufficient due to the isocyanate.
【0028】また、実際の施工工事において、そのよう
な主材と硬化剤との反応を進行させて、トンネル2とそ
の周囲の地盤4との間の空間に、免震層10を形成する
方法としては、従来と同様の手法が適宜に用いられ得る
が、一般的には、上述のようにして地盤4に形成された
掘削穴6内に建造されてなるトンネル2の外周面と、か
かる掘削穴6の内周面とにて画成された空間内に、必要
量の主材と硬化剤とを混合させつつ、注入せしめること
により、反応させる手法が、経済性等に優れるところか
ら、有利に用いられることとなる。なお、このような手
法にて免震層10を形成する場合には、特に、主材の粘
度が高くなり過ぎると、注入作業が困難なものとなり、
作業性が著しく低下することとなるところから、本発明
において、主材の粘度としては、100ポアズ(Poi
se)以下、好適には60ポアズ以下であることが、推
奨される。
Also, in actual construction work, a method of forming a seismic isolation layer 10 in the space between the tunnel 2 and the surrounding ground 4 by promoting the reaction between the main material and the hardener. Can be used as appropriate, but generally, the outer peripheral surface of the tunnel 2 constructed in the excavation hole 6 formed in the ground 4 as described above, The method of reacting by mixing and injecting the required amount of the main material and the curing agent into the space defined by the inner peripheral surface of the hole 6 is advantageous from the viewpoint of excellent economic efficiency and the like. Will be used. In addition, when forming the seismic isolation layer 10 by such a method, especially when the viscosity of the main material becomes too high, the injection work becomes difficult,
In the present invention, the viscosity of the main material is 100 poise (Poi) because the workability is significantly reduced.
se) It is recommended that the value be 60 poise or less.
【0029】かくして、トンネル2とその周囲地盤4と
の間隙において、免震層10が、それらトンネル2と地
盤4とにて挟み込まれた状態で、トンネル2の外周面の
全体を覆って形成されることにより、本発明に従うトン
ネル2の免震構造8が、形成されるのであるが、かかる
免震構造8を構成する免震層10にあっては、前記水酸
基含有の液状ポリブタジエンを含んでなる主材と、所定
のポリイソシアネートを含んで構成される硬化剤との反
応生成物からなるものであるところから、弾性変形し易
い性質を有していると共に、その弾性特性は柔らかなも
のであり、更には、通常のポリウレタン樹脂からなるも
のと比較して、荷重入力時における体積変化が、充分に
小ならしめられ得ているのである。
Thus, in the gap between the tunnel 2 and the surrounding ground 4, the seismic isolation layer 10 is formed so as to cover the entire outer peripheral surface of the tunnel 2 while being sandwiched between the tunnel 2 and the ground 4. Thus, the seismic isolation structure 8 of the tunnel 2 according to the present invention is formed. The seismic isolation layer 10 constituting the seismic isolation structure 8 includes the hydroxyl group-containing liquid polybutadiene. Since it is made of a reaction product of a main material and a curing agent containing a predetermined polyisocyanate, it has a property of being easily elastically deformed and has a soft elastic property. Furthermore, the change in volume at the time of load input can be made sufficiently small as compared with that made of ordinary polyurethane resin.
【0030】なお、そのような免震層10にあっては、
有利には、その動的剪断弾性係数(1Hz)が、3kg
f/cm2 以下、好ましくは2kgf/cm2 以下であ
り、且つ、ポアソン比が0.3〜0.5の範囲内、好適
には0.45〜0.5の範囲内であることが好ましいの
であって、これにより、前記した優れた特性がより有効
的に発揮され得ることとなるのである。尤も、免震層1
0において、その動的剪断弾性係数が3kgf/cm2
を越えるような場合には、免震層10が硬くなり過ぎる
ために、免震層10を薄く形成すると、所期の剪断弾性
変形性能が充分に実現され得なくなるばかりでなく、免
震層10が破断され易くなる恐れがあることから、免震
層10の厚みを大きく設定する必要性が生じ、それによ
って、主材や硬化剤の使用量が増大して、コストの高騰
が惹起される等の不具合が生じるのである。一方また、
免震層10のポアソン比が0.3よりも小さくなると、
免震層10に荷重が加えられた時の体積変化が大きくな
り過ぎるために、トンネル2上に位置する地盤4やトン
ネル2の重量により、免震層10が体積収縮し、それに
伴って、地盤4が沈下する恐れがある等の問題を内在す
る。
In such a seismic isolation layer 10,
Advantageously, its dynamic shear modulus (1 Hz) is 3 kg
f / cm 2 or less, preferably 2 kgf / cm 2 or less, and a Poisson's ratio in the range of 0.3 to 0.5, preferably in the range of 0.45 to 0.5. Therefore, the above-mentioned excellent characteristics can be more effectively exhibited. The seismic isolation layer 1
At 0, its dynamic shear modulus is 3 kgf / cm 2
When the seismic isolation layer 10 is too thick, the seismic isolation layer 10 becomes too hard. If the seismic isolation layer 10 is formed thin, not only the desired shear elastic deformation performance cannot be sufficiently realized, but also the Is likely to be easily broken, so that it is necessary to set the thickness of the seismic isolation layer 10 to be large, thereby increasing the amount of the main material and the hardening agent to be used, and causing a rise in cost. This causes a problem. Meanwhile,
When the Poisson's ratio of the seismic isolation layer 10 becomes smaller than 0.3,
Since the volume change when a load is applied to the seismic isolation layer 10 becomes too large, the seismic isolation layer 10 contracts in volume due to the weight of the ground 4 and the tunnel 2 located on the tunnel 2, and accordingly, the ground There is a problem that 4 may sink.
【0031】従って、本発明に従って構成された、上述
せる如き特徴的な免震層10を有してなるトンネル2の
免震構造8にあっては、地震時等において、地盤4がト
ンネル2に対して相対変位すると、剪断力等の荷重は、
先ず、免震層10に入力されるのであり、そして、その
荷重により免震層10が容易に弾性変形することで、荷
重は適度に吸収され、且つ充分に分散された後に、トン
ネル2に伝達せしめられることとなるのである。それ故
に、トンネル2においては、歪みが、荷重の入力方向に
左右されることなく、極めて効果的に低減され得、しか
も、良好に分散され得ることとなる、換言すれば、集中
的な歪みの発生が効果的に抑制され得ることとなるので
ある。このように、本発明に従う免震構造8は、優れた
免震効果を発揮して、トンネル2の破壊を有利に阻止す
ることが出来るものなのである。
Therefore, in the seismic isolation structure 8 of the tunnel 2 having the characteristic seismic isolation layer 10 constructed in accordance with the present invention as described above, the ground 4 is When it is relatively displaced, the load such as shear force
First, the load is input to the seismic isolation layer 10, and the load is appropriately absorbed and sufficiently dispersed after the seismic isolation layer 10 is easily elastically deformed by the load, and then transmitted to the tunnel 2. You will be swayed. Therefore, in the tunnel 2, the distortion can be reduced extremely effectively without being affected by the input direction of the load, and can be dispersed well. In other words, the intensive distortion can be reduced. The generation can be effectively suppressed. As described above, the seismic isolation structure 8 according to the present invention exhibits an excellent seismic isolation effect, and can advantageously prevent the tunnel 2 from being broken.
【0032】さらに、免震構造8において、免震層10
が柔らかな弾性特性を有しているところから、前記有効
な免震性能を薄肉の免震層10にても充分に達成し得
て、その結果として、主材や硬化剤の使用量の削減に基
づく、大幅なコストダウンを図ることが可能となるので
あり、加えて、体積変化の小さい免震層10が採用され
ていることから、その体積収縮により地盤4の沈下が惹
起されるようなことが、有利に防止乃至は回避され得る
こととなるのである。
Further, in the base isolation structure 8, the base isolation layer 10
Has a soft elastic property, so that the effective seismic isolation performance can be sufficiently achieved even with the thin seismic isolation layer 10, and as a result, the amount of the main material and the curing agent used can be reduced. In addition, since the seismic isolation layer 10 having a small volume change is adopted, the subsidence of the ground 4 is caused by the volume shrinkage. Can advantageously be prevented or avoided.
【0033】なお、上記においては、本発明を日の字型
断面や円形断面をもって直線状に延びるトンネル(2)
に適用したものの具体例を示したが、これに限定される
ものでは決してなく、例えば、トンネルの形状として
は、所定の断面形状をもって曲線的に延びるもの等、各
種の形状のものが採用され得、また、トンネル2は、軸
方向や周方向において、複数のセグメントに分割され
て、それらが、互いに継手等にて連結されて構成される
ものであっても、何等差し支えない。
In the above description, the present invention relates to a tunnel (2) extending linearly with a sun-shaped cross section or a circular cross section.
Although a specific example of what was applied to was shown, it is by no means limited to this. For example, as the shape of the tunnel, various shapes such as a curved shape having a predetermined cross-sectional shape can be adopted. Further, the tunnel 2 may be divided into a plurality of segments in the axial direction and the circumferential direction, and these may be connected to each other by a joint or the like.
【0034】また、本発明は、その適用対象が、そのよ
うなトンネルに何等限定されるものではなく、所定の地
盤中に建造乃至は建設される公知の各種の地中構造物に
対して適用され得て、上記免震構造8と同様の効果を奏
し得るものであることは、言うまでもないところであ
る。更に、上記した免震構造8においては、地中構造物
としてのトンネル2が、それと周囲地盤4との間の軸方
向及び周方向の全体において、所定の空間が画成される
ように、建造され、そしてその空間を埋めるようにし
て、所定厚さの免震層10が形成されていたが、本発明
において、免震層は、地中構造物とその周囲地盤との間
に挟み込まれるようにして形成されるのであれば、その
形成形態や厚さ等の諸元は、特に限定されるものではな
く、要求される免震特性や地盤沈下防止性能、地中構造
物の形状等に応じて適宜に設定され得るものであり、例
えば、地中構造物と周囲地盤との間の空間を軸方向や周
方向で間欠的に或いはその一部において設けて、そのよ
うな空間に免震層を形成するように構成することも、可
能である。
The application of the present invention is not limited to such a tunnel at all, and the present invention is applicable to various known underground structures constructed or constructed on a predetermined ground. Needless to say, the same effect as the seismic isolation structure 8 can be obtained. Further, in the seismic isolation structure 8 described above, the tunnel 2 as an underground structure is constructed so that a predetermined space is defined in the entire axial and circumferential directions between the tunnel 2 and the surrounding ground 4. The seismic isolation layer 10 having a predetermined thickness is formed so as to fill the space, but in the present invention, the seismic isolation layer is sandwiched between the underground structure and the surrounding ground. As long as it is formed, the specifications such as its formation form and thickness are not particularly limited, and it depends on the required seismic isolation characteristics, ground subsidence prevention performance, shape of the underground structure, etc. For example, the space between the underground structure and the surrounding ground is provided intermittently or partially in the axial direction or the circumferential direction, and the seismic isolation layer is provided in such a space. It is also possible to configure to form
【0035】[0035]
【実施例】以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも
受けるものでないことは、言うまでもないところであ
る。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には
上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない
限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、
修正、改良等を加え得るものであることが、理解される
べきである。
EXAMPLES Hereinafter, some examples of the present invention will be described to clarify the present invention more specifically. However, the present invention imposes some restrictions by the description of such examples. It goes without saying that you don't receive anything. In addition, the present invention, in addition to the following examples, in addition to the above specific description, various modifications based on the knowledge of those skilled in the art, unless departing from the spirit of the present invention,
It should be understood that modifications, improvements and the like can be made.
【0036】先ず、本発明に従って、下記表1に示され
る配合組成において、本発明例1〜5の主材及び硬化剤
を、それぞれ、調製した。なお、主材の調製において
は、水酸基を有する液状ポリブタジエンとして、JIS
−K−1557に準じて測定したOH価(mgKOH/
g)が47である、両末端に水酸基が導入された水酸基
含有液状ポリブタジエンを用いると共に、添加物たるオ
イル及びアスファルト類として、アロマ系オイル及びス
トレートアスファルトを用いた。また、硬化剤の調製に
おいては、ポリイソシアネートとして、クルードMDI
(NCO:31%)を用いる一方、添加物たるオイルと
して、主材の調製において使用したものと同じアロマ系
オイルを用いた。
First, according to the present invention, the main materials and curing agents of Examples 1 to 5 of the present invention were prepared in the composition shown in Table 1 below. In the preparation of the main material, JIS as a liquid polybutadiene having a hydroxyl group was used.
OH number (mgKOH /
g) was 47, and a hydroxyl group-containing liquid polybutadiene having hydroxyl groups introduced at both ends was used, and an aromatic oil and straight asphalt were used as oils and asphalts as additives. In the preparation of the curing agent, crude MDI is used as a polyisocyanate.
(NCO: 31%), while the same aroma oil as used in the preparation of the main material was used as an additive oil.
【0037】次いで、上記で得た主材と硬化剤とを用い
て、それらを混合せしめつつ、適当な型内に注入して、
反応させることにより、土質工学会基準案「土の変形特
性を求めるための繰返し中空ねじり試験方法」(JSF
T 543−1995)に準じた動的変形試験のため
の本発明例1〜5に係る円管型供試体(外径:100m
mφ、内径:60mmφ、高さ:80mm)を作製し
た。そして、前記「土の変形特性を求めるための繰返し
中空ねじり試験方法」に従って、上記で得た各供試体に
対して、拘束圧:1.5kgf/cm2 の下、1Hzの
正弦波を非排水状態で11波荷重制御により与え、片振
幅剪断歪み:γが10-4〜10-1の範囲に亘って変化す
るように、載荷荷重を漸次増加させるステージテストを
行なって、各ステージにおける10波目の剪断応力:τ
及び剪断歪み:γを求め、それより、動的剪断剛性率:
Gを算出した。かくして得られた各ステージにおける動
的剪断剛性率:Gの平均値を、下記表1において、動的
剪断弾性係数(1Hz)として併せ示した。
Next, using the main material and the curing agent obtained above, mixing them and pouring them into an appropriate mold,
By reacting, the Japanese Society of Geotechnical Engineers draft standard “Repeated hollow torsion test method for determining soil deformation characteristics” (JSF
T-tube (Diameter: 100 m) for a dynamic deformation test according to the present invention.
mφ, inner diameter: 60 mmφ, height: 80 mm). Then, in accordance with the above-mentioned “repeated hollow torsion test method for obtaining deformation characteristics of soil”, a sine wave of 1 Hz was undrained under a constraint pressure of 1.5 kgf / cm 2 with respect to each specimen obtained above. In this state, a stage test is carried out in which the applied load is gradually increased so that the half-amplitude shear strain: γ varies over a range of 10 −4 to 10 −1. Eye shear stress: τ
And shear strain: γ were determined, from which the dynamic shear rigidity was:
G was calculated. The average value of the dynamic shear rigidity: G at each stage thus obtained is also shown in Table 1 below as the dynamic shear modulus (1 Hz).
【0038】また、動的変形試験とは別に、上記で得た
主材と硬化剤とを用いて、それらを混合せしめつつ、適
当な型内に注入して、反応させることにより、ポアソン
比測定試験用の本発明例1〜5に係る円柱形状を呈する
供試体(外径:50mmφ、高さ:100mm)を作製
した。そして、得られた供試体を用い、その各々を公知
の三軸圧縮試験機の所定位置に備え付けて、供試体の鉛
直方向(長手方向)において平面歪み状態を仮定した三
軸圧縮試験を行なった。具体的には、先ず、供試体にお
ける水平応力:σh(セル圧)が0.2kgf/cm2
である等方応力状態と為した後、水平応力:σhを0.
2〜3.2kgf/cm2 の範囲で単調に増加させる一
方、供試体の鉛直方向への変位を一定と為すことによ
り、各水平応力:σh毎に鉛直応力:σvを測定し、そ
れらσhとσvとから、ポアソン比:υを下式に従って
計算した。 υ=Δσv/2Δσh (但し、Δσvは、鉛直応力の増分であり、また、σh
は、水平応力の増分である。) そして、かくして各水平応力:σh毎に求めたポアソン
比:υの平均値を計算し、その結果を、下記表1におい
て、ポアソン比として併せ示した。
In addition to the dynamic deformation test, the Poisson's ratio is measured by using the main material obtained above and the curing agent, mixing them, injecting them into an appropriate mold, and allowing them to react. Test specimens (outer diameter: 50 mmφ, height: 100 mm) having a cylindrical shape according to the present invention examples 1 to 5 for testing were produced. Then, using the obtained specimens, each of them was provided at a predetermined position of a known triaxial compression testing machine, and a triaxial compression test was performed assuming a plane strain state in the vertical direction (longitudinal direction) of the specimen. . Specifically, first, the horizontal stress in the specimen: σh (cell pressure) is 0.2 kgf / cm 2
, The horizontal stress: σh is set to 0.
While increasing monotonically in the range of 2 to 3.2 kgf / cm 2 and keeping the displacement of the specimen in the vertical direction constant, the vertical stress: σv is measured for each horizontal stress: σh. From σv, Poisson's ratio: υ was calculated according to the following equation. υ = Δσv / 2Δσh (where Δσv is an increment of vertical stress, and σh
Is the horizontal stress increment. Then, the average value of the Poisson's ratio: 求 め obtained for each horizontal stress: σh was calculated, and the result is also shown in Table 1 below as the Poisson's ratio.
【0039】さらに、免震効果評価試験として、所定の
地盤(地震時剪断弾性係数:2160tf/m2 、動的
ポアソン比:0.49)中に、図1に示されるトンネル
2の如き日の字型断面をもって直線的に延びる形状を有
する構造体(横断面において、幅:11400mm、高
さ:5850mm、左右側壁厚さ:550mm、中央壁
厚さ:300mm、上壁厚さ:650mm、下壁厚さ:
700mmである、2連ボックスカルバート)を埋設す
ると共に、かかる地盤と構造体との間に、上記本発明例
1〜5の主材と硬化剤との混合,反応にて、厚さ:10
cmの免震層を形成してなる試験構造(本発明例1〜
5)と、そのような免震層を設けない試験構造(比較
例)とを仮定して、静的FEM解析を実施することによ
り、それら試験構造の構造体の側壁において発生する最
大軸力(最大軸歪み)を求めた。なお、この静的FEM
解析は、各試験構造に対して、水平地震力として水平震
度を作用せしめることを想定して、行なった。また、か
かる静的FEM解析において、本発明例1〜5に係る試
験構造における免震層は、等方均質体であると仮定し、
また、その動的剪断弾性係数及びポアソン比について
は、上記動的変形試験及びポアソン比測定試験において
実際に求めた、下記表1に示す値をそれぞれ用いた。
Further, as a seismic isolation effect evaluation test, a test was conducted in a predetermined ground (shear elastic modulus during earthquake: 2160 tf / m 2 , dynamic Poisson's ratio: 0.49) in a day such as tunnel 2 shown in FIG. Structure having a shape extending linearly with a U-shaped cross section (in cross section, width: 11400 mm, height: 5850 mm, left and right side wall thickness: 550 mm, center wall thickness: 300 mm, upper wall thickness: 650 mm, lower wall thickness:
700 mm, a double box culvert) is buried, and between the ground and the structure, the main material of Examples 1 to 5 of the present invention and the curing agent are mixed and reacted to have a thickness of 10 mm.
test structure formed with a 10 cm seismic isolation layer (Examples 1 to 5 of the present invention)
5) and a test structure without such a seismic isolation layer (comparative example), and performing a static FEM analysis, the maximum axial force generated on the side wall of the structure of those test structures ( Maximum axial strain). Note that this static FEM
The analysis was performed assuming that horizontal seismic intensity was applied to each test structure as horizontal seismic force. In the static FEM analysis, it is assumed that the seismic isolation layers in the test structures according to Examples 1 to 5 of the present invention are isotropic homogeneous bodies,
As the dynamic shear modulus and Poisson's ratio, values shown in Table 1 below, which were actually obtained in the above-described dynamic deformation test and Poisson's ratio measurement test, were used.
【0040】そして、このような解析によって求められ
た各試験構造の構造体に発生する最大軸歪みの値を用い
て、比較例の試験構造の構造体における最大軸歪みを基
準(100)として、本発明例の各試験構造の構造体に
おける最大軸歪みを百分率にて表わした値、即ち、歪み
の低減率を算出した。その結果を下記表1に併せ示す
が、かかる結果からも明らかなように、本発明に従って
免震層が形成されてなる本発明例1〜5に係る試験構造
にあっては、その何れの構造体においても、免震層を有
しない比較例のものに比して、最大軸歪みの発生が少な
いことが認められ、これより、免震効果において良いも
のであることが、理解される。
Using the value of the maximum axial strain generated in the structure of each test structure obtained by such an analysis, the maximum axial strain in the structure of the test structure of the comparative example is defined as a reference (100). The value which expressed the maximum axial strain in the structure of each test structure of this invention example in percentage, ie, the reduction rate of distortion, was calculated. The results are shown in Table 1 below. As is apparent from the results, any of the test structures according to Examples 1 to 5 of the present invention in which the seismic isolation layer was formed according to the present invention was used. Also in the body, the occurrence of the maximum axial distortion was recognized to be smaller than that of the comparative example having no seismic isolation layer, and it is understood from this that the seismic isolation effect is better.
【0041】[0041]
【表1】 [Table 1]
【0042】[0042]
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
に従う地中構造物の免震構造にあっては、その免震層
が、地中構造物とその周囲地盤との間において、水酸基
を有する液状ポリブタジエンを含んでなる主材と、所定
のポリイソシアネートを含んで構成される硬化剤との反
応生成物にて形成されているところから、地震時等にお
いて、地中構造物に対して周囲地盤が相対変位する際に
は、かかる免震層の良好なる弾性変形に基づいて、優れ
た免震特性が発揮され得て、地中構造物の破壊を有利に
阻止することが出来ると共に、免震層が適度な柔軟性を
有していることから、そのような免震特性を薄い免震層
にて実現して、コストダウンを効果的に図ることが可能
となるのである。更に、本発明にあっては、免震層にお
ける荷重入力時の体積変化量が充分に小さく為され得て
いることから、地盤沈下の発生が有利に防止され得ると
いった利点も、また、有しているのである。
As is clear from the above description, in the seismic isolation structure of the underground structure according to the present invention, the seismic isolation layer forms a hydroxyl group between the underground structure and the surrounding ground. From a reaction product of a main material comprising a liquid polybutadiene having a and a curing agent comprising a predetermined polyisocyanate, such as at the time of an earthquake, against underground structures When the surrounding ground relatively displaces, based on the good elastic deformation of the seismic isolation layer, excellent seismic isolation characteristics can be exhibited, and it is possible to advantageously prevent the destruction of underground structures, Since the seismic isolation layer has appropriate flexibility, it is possible to realize such seismic isolation characteristics with a thin seismic isolation layer and effectively reduce costs. Furthermore, in the present invention, since the volume change at the time of load input in the seismic isolation layer can be made sufficiently small, there is also an advantage that occurrence of land subsidence can be advantageously prevented. -ing
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】 本発明をトンネルに適用した例を示す断面説
明図である。
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing an example in which the present invention is applied to a tunnel.
【図2】 図1におけるII−II断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
【図3】 本発明をトンネルに適用した別の例を示す断
面説明図である。
FIG. 3 is an explanatory sectional view showing another example in which the present invention is applied to a tunnel.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
2 トンネル 4 地盤 8 免震構造 10 免震層 2 Tunnel 4 Ground 8 Isolation structure 10 Isolation layer

Claims (5)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 地中構造物とその周囲地盤との間隙に、
    水酸基を有する液状ポリブタジエンを必須成分とする主
    材とポリイソシアネートを必須成分とする硬化剤との反
    応生成物からなる免震層を形成してなることを特徴とす
    る地中構造物の免震構造。
    1. A gap between an underground structure and its surrounding ground,
    A seismic isolation structure of an underground structure characterized by forming a seismic isolation layer made of a reaction product of a main material containing liquid polybutadiene having a hydroxyl group as an essential component and a curing agent containing polyisocyanate as an essential component .
  2. 【請求項2】 前記主材と前記硬化剤とが、NCO/O
    H=0.4〜1.6の範囲内において反応せしめられる
    請求項1記載の地中構造物の免震構造。
    2. The method according to claim 1, wherein the main material and the curing agent are NCO / O
    The seismic isolation structure of an underground structure according to claim 1, wherein the reaction is performed within a range of H = 0.4 to 1.6.
  3. 【請求項3】 前記主材の粘度が100ポアズ以下であ
    る請求項1又は請求項2記載の地中構造物の免震構造。
    3. The seismic isolation structure for an underground structure according to claim 1, wherein the viscosity of the main material is 100 poise or less.
  4. 【請求項4】 前記反応生成物が、アスファルト類及び
    /又はオイルを含有している請求項1乃至請求項3の何
    れかに記載の地中構造物の免震構造。
    4. The seismic isolation structure of an underground structure according to claim 1, wherein the reaction product contains asphalts and / or oil.
  5. 【請求項5】 前記反応生成物からなる免震層が、3k
    gf/cm2 以下の動的剪断弾性係数(1Hz)と0.
    3〜0.5のポアソン比を有している請求項1乃至請求
    項4の何れかに記載の地中構造物の免震構造。
    5. The seismic isolation layer made of the reaction product is 3k
    gf / cm 2 or less and a dynamic shear modulus (1 Hz).
    The seismic isolation structure of an underground structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the structure has a Poisson's ratio of 3 to 0.5.
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