JP2010196306A - 地山安定性評価方法 - Google Patents
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
Abstract
【解決手段】地山の内部にひずみ計測センサーを設置するセンサー設置ステップS4と、地山を切土または掘削施工する施工ステップS5と、地山の深度に対するひずみを計測するひずみ計測ステップS6と、該ひずみ計測ステップS6による計測結果に基いて、弾塑性FEM解析に必要な解析パラメータを逆解析する逆解析ステップS7と、該逆解析ステップS7にて逆解析した解析パラメータに基いて、切土または掘削施工による地山の安定性を弾塑性FEMにより解析する解析ステップS8とを備えているので、切土または掘削施工時及び施工後の地山安定性を高い精度で評価することができる。
【選択図】図3
Description
一方、後者の地中ひずみ計においては、物理的な制約からひずみ計測点の間隔が大きく(1m程度)なるために、切土または掘削施工によって発生するひずみレベルであると、ひずみの発生は検知できるもののひずみ量及び方向などを高精度に計測することが不可能である。
請求項1の発明では、特に、計測ステップにて、ひずみ計測センサーを採用して地山内部の深度に対するひずみを計測しているので、従来不可能であった、不均質な各地質の応力−ひずみ特性の解析パラメータを逆解析することが可能であり、しかも、解析ステップでは、切土または掘削施工によるリバウンド挙動や弱層の剛性低下などのすべり挙動等を高い精度で予測可能な弾塑性FEMが採用され、該弾塑性FEMにおいて、不均質な各地質の応力−ひずみ特性等の解析パラメータにより地山挙動を解析するので、切土または掘削施工時及び施工後の地山の安定性を高い精度で評価することができる。
本発明の地山安定性評価方法に用いるひずみ計測センサーとしては、例えば、光ファイバセンサー(特開2006−38794号公報)がある。
請求項2の発明では、信頼性の高い地山安定性の評価が可能であるので、施工時の補強工事の有無を判断できると共に、補強工事の内容についても最適なものを選択することができ、しかも、施工後の耐用年数の長期化及び維持コストの削減が可能になる。
本発明の実施の形態に係る地山安定性評価方法は、図1に示す切土または掘削施工(以下、掘削施工として説明する)時及び施工後の地山1のリバウンド挙動、すべり挙動及び沈下挙動等を把握し、施工時及び施工後の地山1の安定性を正確に評価するものである。
本発明の実施の形態に係る地山安定性評価方法を、図3のフローに基いて図1及び図2も参照しながら説明する。
まず、地質調査ステップS1では、地山1の表面から調査ボーリング孔を開け、ボーリングコアにより地質調査が行われる。その後、地質分布図作成ステップS2にて、地質分布図が作成される。
次に、事前予測ステップS3では、堀削施工の前段階で、堀削施工時の地山挙動を弾塑性FEMにて簡易的に解析する。該弾塑性FEMでは、地質分布図より把握される解析パラメータに基いて解析が行われ、掘削施工による要留意項目等が抽出される。
次に、センサー設置ステップS4では、図1に示すように、地山1の要留意地点にボーリング孔2を所定深さで開け、該ボーリング孔2内に、深度に対するひずみを計測可能なひずみ計測センサー3が設置される。なお、ひずみ計測センサー3は、光ファイバセンサーを採用してもよい。
該ひずみ計測センサー3は、深度に対する、深度方向のひずみと深度方向と直交する方向のひずみとがそれぞれ計測可能であり、図2(a)は、深度に対する深度方向のひずみの計測結果で、図2(b)は、深度に対する、深度方向と直交する方向のひずみの計測結果である。
次に、計測ステップS6では、ひずみ計測センサー3により地山内部の深度に対するひずみが連続的に計測される。
次に、逆解析ステップS7では、計測ステップS6による計測結果及び採取した試料の特性等現在まで取得したデータに基いて、弾塑性FEM解析に必要な解析パラメータを逆解析する。この解析パラメータは、従来まで取得が困難であった、特に、地山1の各地質の弾塑性解析パラメータ、すなわち地山1の各地質の応力−ひずみ特性等である。
次に、解析ステップS8では、逆解析ステップS7にて逆解析した解析パラメータに基いて、施工後の地山1の安定性を弾塑性FEMにより解析する。この解析結果は、施工後の地山1全体のひずみ−応力分布図等にて出力される。
該弾塑性FEM解析(tij-model)は、地山1の各地質の材料それぞれの特性に応じて、硬化/軟化,圧縮/膨張などの力学挙動を詳細に解析可能であり、これにより、掘削施工によるリバウンド挙動や弱層の剛性低下などのすべり挙動等の再現性が高く、かつ定量的な予測精度の高い解析能力を有している。
次に、追加調査・計測の評価ステップS10では、新にボーリング孔を施工して該ボーリング孔内にひずみ計測センサー3を設置する必要性があるか否かが判断される。この判断により必要性があると判断された場合には、新にボーリング孔を施工して該ボーリング孔内にひずみ計測センサー3を設置するひずみ計測センサー設置ステップS11を経由して計測ステップS6に進む。一方、追加調査・計測の評価ステップS11において、新たなボーリング孔内にひずみ計測センサー3を設置する必要性がないと判断された場合には、解析ステップS8に戻り、解析パラメータの内容等を再度検討・確認し、再び、弾塑性FEMにて解析する。
なお、図3のフローに沿って地山安定性評価が行われている間、ひずみ計測センサー3はボーリング孔2内に設置された状態が維持される。
しかも、本発明の実施の形態に係る地山安定性評価方法では、地山1の切土または掘削施工が完了した後でも、地山安定性が高い精度で把握できているので、耐用年数の長期化及び維持コストの削減を実現することが可能になる。
Claims (3)
- 切土または掘削施工時及び施工後の深度方向のひずみと、該深度方向に対して直交する方向のひずみの計測が可能な既存計測手法を採用し、地山の安定性を評価する地山安定性評価方法であって、
地山の内部に、深度に対するひずみを計測可能なひずみ計測センサーを設置するセンサー設置ステップと、
該センサー設置ステップ後、地山を切土または掘削施工する施工ステップと、
該施工ステップ後、前記ひずみ計測センサーにより地山の深度に対するひずみを計測するひずみ計測ステップと、
該ひずみ計測ステップによる計測結果に基いて、弾塑性FEM解析に必要な解析パラメータを逆解析する逆解析ステップと、
該逆解析ステップにて逆解析した解析パラメータに基いて、切土または掘削施工による地山の安定性を弾塑性FEMにより解析する解析ステップと、
を備えたことを特徴とする地山安定性評価方法。 - 前記解析ステップによる解析結果の妥当性を評価する妥当性評価ステップと、
該妥当性評価ステップにて、解析結果に妥当性があると判断された場合には該解析結果に基いて地山の安定性を評価する安定性評価ステップと、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の地山安定性評価方法。 - 前記逆解析ステップは、深度方向のひずみと、該深度方向に対して直交する方向のひずみ計測結果に基いて実施されることを特徴とする請求項1または2に記載の地山安定性評価方法。
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