JP2009236802A - ３次元トンネル載荷模擬実験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 地盤を介して変位を載荷することができ、しかも構成が簡単な３次元トンネル載荷模擬実験装置を提供する。
【解決手段】 ３次元トンネル載荷模擬実験装置において、模型トンネル６が形成された模型地盤４がセットされる、基礎１と鋼製フレーム２と蓋３で囲まれたモルタル５と、このモルタル５の側面の複数の領域に配置される複数枚の載荷板８と、この複数枚の載荷板８のそれぞれに圧力を印加する複数個のジャッキ７とを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、３次元トンネル載荷模擬実験装置に関するものである。

従来、トンネル載荷実験装置としては以下に開示されるようなものがあった。

図８は従来の第１のトンネル載荷実験装置を示す図面代用写真である。

この種のトンネル載荷装置は、トンネルを直接載荷するタイプの載荷実験装置であり、３次元の載荷も可能である。

この種のトンネル載荷装置としては、本願出願人の提案にかかる、特開平５−２８８６４９号公報がある。

図９は従来の第２のトンネル載荷実験装置を示す図面代用写真である。

この図において、１０１はジャッキ、１０２は模型トンネル、１０３は反力枠である。

この種のトンネル載荷装置は、地盤中の模擬トンネル１０２をジャッキ１０１により地盤を介して載荷する実験装置である。
特開平５−２８８６４９号公報

しかしながら、上記した従来のトンネル載荷実験装置は、地盤を介して変位を載荷することはできず、しかもその構成が大掛かりであるといった問題があった。

本発明は、上記状況に鑑みて、地盤を介して変位を載荷することができ、しかも構成が簡単な３次元トンネル載荷模擬実験装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕３次元トンネル載荷模擬実験装置において、模型トンネルが形成された模型地盤がセットされる、基礎と鋼製フレームと蓋で囲まれたモルタルと、このモルタルの側面の複数の領域に配置される複数枚の載荷板と、この複数枚の載荷板のそれぞれに圧力を印加する複数個のジャッキとを具備することを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の３次元トンネル載荷模擬実験装置において、前記複数個のジャッキにはロードセルを備えていることを特徴とする。

〔３〕上記〔１〕記載の３次元トンネル載荷模擬実験装置において、前記模型地盤の地震時の地盤変位による被害を模擬し、地盤を介し変位を載荷することを特徴とする。

〔４〕上記〔１〕記載の３次元トンネル載荷模擬実験装置において、前記複数枚の載荷板は複数段に配置し、各段毎に複数個配置し、前記複数個のジャッキ毎にロードセルを備えることにより、各種パターンの載荷を可能にしたことを特徴とする。

〔５〕上記〔４〕記載の３次元トンネル載荷模擬実験装置において、前記複数枚の載荷板は３段に配置し、各段毎に２個配置することを特徴とする。

本発明によれば、地盤を介して変位を載荷することができ、しかも構成が簡単な３次元トンネル載荷模擬実験装置を提供することができる。

本発明の３次元トンネル載荷模擬実験装置は、地盤を介して変位を載荷することができ、しかも構成が簡単な３次元トンネル載荷模擬実験装置として利用可能である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明の実施例を示す３次元トンネル載荷模擬実験装置の模式図、図２はその試験装置の平面図、図３はその試験装置の側面図、図４はその試験装置の斜視図、図５はその試験装置の図面代用の写真である。

これらの図に示すように、基礎１と鋼製フレーム２と蓋３で囲まれたモルタル５に模型トンネル６が形成された模型地盤４をセットして、模型地盤４に６個のジャッキ（２００ｋＮジャッキ）７は別体となった載荷板８を介して模型地盤４に変形を加える。なお、ジャッキ７にはロードセル９が設けられ、載荷力が計測されるようになっている。

そのように構成することにより、模型地盤の地震時の地盤変位による被害を模擬し、地盤を介し変位を載荷することができる。

図６は実験結果の一例を示す図であり、図６（ａ）はそのモルタルの状況を示す図面代用写真、図６（ｂ）はその模式図である。

図６（ｂ）に示すように、模型トンネル１１にはひび割れ１２や曲げ圧縮破壊１３が見受けられる。

図７は実験装置による変位の態様を示す図であり、図７（ａ）は広範な変位、図７（ｂ）は局所的な変位、図７（ｃ）は断層変位をそれぞれ示している。

図１における実験装置の模式図を念頭において、本発明の実験装置によれば、
（１）地山の変位を模擬することができる。

（２）複数のジャッキの組み合わせにより各種パターンの載荷ができる。

３次元トンネル載荷模擬実験装置は以下のように構成することができる。

（１）それぞれのジャッキ７にはそれぞれロードセル９を備えることにより、各種パターンのパターンの載荷を可能にすることができる。

（２）細かな模型地盤４の変形を計測する場合には、縦方向の載荷板８の段数を３段からさらに増加させ、また、横方向の載荷板８も２個からさらに個数を増加させよようにしてもよい。

そのように構成することにより、模型地盤の地震時の地盤変位によるより細かな被害を模擬し、種々のパターンの地盤を介した変位を載荷することができる。

（３）モルタルの寸法はトンネルの寸法に応じて種々設定することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の３次元トンネル載荷模擬実験装置は、３次元覆工模式の実験が可能な構成が簡単な３次元トンネル載荷模擬実験装置として利用可能である。

本発明の実施例を示す３次元トンネル載荷模擬実験装置の模式図である。 本発明の実施例を示す３次元トンネル載荷模擬実験装置の平面図である。 本発明の実施例を示す３次元トンネル載荷模擬実験装置の側面図である。 本発明の実施例を示す３次元トンネル載荷模擬実験装置の斜視図である。 本発明の実施例を示す３次元トンネル載荷模擬実験装置の図面代用の写真である。 本発明にかかる実験結果の一例を示す図である。 本発明にかかる実験装置による変位の態様を示す図である。 従来の第１のトンネル載荷実験装置を示す図面代用写真である。 従来の第２のトンネル載荷実験装置を示す図面代用写真である。

符号の説明

１ 基礎
２ 鋼製フレーム
３ 蓋
４ 模型地盤
５ モルタル
６，１１ 模型トンネル
７ ジャッキ
８ 載荷板
９ ロードセル
１２ ひび割れ
１３ 曲げ圧縮破壊

Claims (5)

1. （ａ）模型トンネルが形成された模型地盤がセットされる、基礎と鋼製フレームと蓋で囲まれたモルタルと、
   （ｂ）該モルタルの側面の複数の領域に配置される複数枚の載荷板と、
   （ｃ）該複数枚の載荷板のそれぞれに圧力を印加する複数個のジャッキとを具備することを特徴とする３次元トンネル載荷模擬実験装置。
2. 請求項１記載の３次元トンネル載荷模擬実験装置において、前記複数個のジャッキにはロードセルを備えていることを特徴とする３次元トンネル載荷模擬実験装置。
3. 請求項１記載の３次元トンネル載荷模擬実験装置において、前記模型地盤の地震時の地盤変位による被害を模擬し、地盤を介し変位を載荷することを特徴とする３次元トンネル載荷模擬実験装置。
4. 請求項１記載の３次元トンネル載荷模擬実験装置において、前記複数枚の載荷板は複数段に配置し、各段毎に複数個配置し、前記複数個のジャッキ毎にロードセルを備えることにより、各種パターンの載荷を可能にしたことを特徴とする３次元トンネル載荷模擬実験装置。
5. 請求項４記載の３次元トンネル載荷模擬実験装置において、前記複数枚の載荷板は３段に配置し、各段毎に２個配置することを特徴とする３次元トンネル載荷模擬実験装置。