JP2017218781A - Method and device for plastic fluidity evaluation of excavated soil inside chamber in earth pressure-type shield construction method, and earth pressure-type shield excavator - Google Patents

Method and device for plastic fluidity evaluation of excavated soil inside chamber in earth pressure-type shield construction method, and earth pressure-type shield excavator Download PDF

Info

Publication number
JP2017218781A
JP2017218781A JP2016113636A JP2016113636A JP2017218781A JP 2017218781 A JP2017218781 A JP 2017218781A JP 2016113636 A JP2016113636 A JP 2016113636A JP 2016113636 A JP2016113636 A JP 2016113636A JP 2017218781 A JP2017218781 A JP 2017218781A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
excavated soil
analysis
chamber
plastic fluidity
earth pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016113636A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6664704B2 (en
Inventor
杉山　博一
Hirokazu Sugiyama
博一 杉山
和光 高梨
Kazumitsu Takanashi
和光 高梨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimizu Construction Co Ltd, Shimizu Corp filed Critical Shimizu Construction Co Ltd
Priority to JP2016113636A priority Critical patent/JP6664704B2/en
Publication of JP2017218781A publication Critical patent/JP2017218781A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6664704B2 publication Critical patent/JP6664704B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device for plastic fluidity evaluation of excavated soil inside a chamber in an earth pressure-type shield construction method, capable of stably and directly estimating the plastic fluidity of the excavated soil, and to provide an earth pressure-type shield excavator.SOLUTION: An evaluation method includes: fluidity analysis steps (steps S1, S2) in which excavated soil is represented as a group of particles and movement of the particles is analyzed in a particle method based on calculation, for fluidity analysis on a plastic fluidity state of excavated soil utilizing the analysis model; an analyzed torque value calculation step (step S3) for conducting the fluidity analysis of the fluidity analysis step utilizing plastic fluidity as a parameter, and calculating the analyzed torque value for an agitator of the analysis model; a cross-checking step (step S4) for cross-checking a measured torque value of the agitator obtained during the construction work with the analyzed torque value calculated in the analyzed torque value calculation step; and an evaluation step (step S5) for evaluating the plastic fluidity of the excavated soil at the time of construction work.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法、評価装置および土圧式シールド掘削機に関するものである。   The present invention relates to a plastic fluidity evaluation method, an evaluation apparatus, and an earth pressure shield excavator for excavating soil in a chamber in an earth pressure shield method.

従来、シールドトンネル工事に適用される土圧式シールド工法が知られている。この工法は、カッター装置の背後に掘削土を取り込むためのチャンバーを設けた土圧式シールド掘削機を用いて、チャンバー内に取り込んだ掘削土に対して加水ベントナイトや高分子材料等の薬液あるいは気泡等を添加して攪拌翼で攪拌することにより、掘削土に所定の塑性流動性を持たせてその土圧を切羽に作用させて切羽を安定に保持しつつ掘進を行う工法である。   Conventionally, the earth pressure type shield method applied to shield tunnel construction is known. This method uses an earth pressure shield excavator provided with a chamber for taking excavated soil behind the cutter device, and chemicals such as hydrobentonite and polymer materials, bubbles, etc. with respect to the excavated soil taken into the chamber The excavation soil is given a predetermined plastic fluidity, and the earth pressure is applied to the face to make it excavate while keeping the face stable.

この土圧式シールド工法においては、掘削土による土圧を切羽の全面に対して均一かつ安定に作用させることが重要であるため、チャンバー内における掘削土の塑性流動性を適切に設定しかつ安定に維持する必要がある。そのためには掘削土がチャンバー内全体において均一に塑性流動化しているか否かを掘削中に逐次確認する必要がある。特に昨今においては土圧式シールド工法の大断面化に伴い、チャンバー内の掘削土の塑性流動性を評価するニーズが高まっている。従来の掘削土の塑性流動性を評価するための方法としては、例えば特許文献１〜３に示されるものが知られている。   In this earth pressure shield method, it is important to apply the earth pressure from the excavated soil uniformly and stably to the entire face of the face, so the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber is set appropriately and stably. Need to be maintained. For this purpose, it is necessary to sequentially check whether or not the excavated soil is plastically fluidized uniformly throughout the chamber. In particular, in recent years, the need for evaluating the plastic fluidity of excavated soil in a chamber has increased with the increase in the section of the earth pressure shield method. As a conventional method for evaluating the plastic fluidity of excavated soil, for example, those disclosed in Patent Documents 1 to 3 are known.

特許文献１は、チャンバーに設置した回転体のトルクから掘削土の塑性流動性を定性的に判定する方法であり、塑性流動性を定量的に評価することはできない。   Patent Document 1 is a method for qualitatively determining the plastic fluidity of excavated soil from the torque of a rotating body installed in a chamber, and the plastic fluidity cannot be quantitatively evaluated.

特許文献２および特許文献３は、チャンバーに設置した回転体のトルクから掘削土の塑性流動性や流動方向を定量的に評価し、事前に解析的にチャンバー内の塑性流動状態を推定したものと比較することで施工を管理する方法である。この方法は、特殊な回転装置を用いた評価方法であるため、故障が発生する可能性が高い。また、ここでの解析は、従来の数値解析法（例えば、差分法、ＦＥＭ、ＤＥＭ等）を用いることが前提となっているが、掘削土の高粘度大変形流動によって数値的に不安定な現象がおき、解析に不具合が生じるおそれもある。   Patent Document 2 and Patent Document 3 quantitatively evaluate the plastic fluidity and flow direction of excavated soil from the torque of the rotating body installed in the chamber, and estimate the plastic flow state in the chamber analytically in advance. It is a method of managing construction by comparing. Since this method is an evaluation method using a special rotating device, there is a high possibility that a failure will occur. In addition, the analysis here is based on the premise that a conventional numerical analysis method (for example, a difference method, FEM, DEM, etc.) is used, but it is numerically unstable due to the high viscosity large deformation flow of excavated soil. A phenomenon may occur, and there is a possibility that a failure occurs in analysis.

一方、本発明者らは、特許文献４ならびに現時点で未公開の特許文献５（特願２０１５−１４１７４３号）、特許文献６（特願２０１５−０５２２８２号）および特許文献７（特願２０１５−１３６３９９号）を既に提案している。   On the other hand, the present inventors have disclosed Patent Document 4 and Patent Document 5 (Japanese Patent Application No. 2015-141743), Patent Document 6 (Japanese Patent Application No. 2015-052822), and Patent Document 7 (Japanese Patent Application No. 2015-136399) that have not been disclosed at present. No.) has already been proposed.

特許文献４および特許文献５は、土圧計の変動状態から掘削土の塑性流動性を間接的に評価する方法であり、直接的な評価を行うものではない。また、特許文献６は、チャンバーに設置した回転体のトルクから掘削土の塑性流動性を定量的に評価する方法である。この方法は、上記の特許文献２、３と同様、特殊な回転装置を用いた評価方法であるため、装置の開発・設置費用の増大や故障発生のおそれがないとはいえない。   Patent Document 4 and Patent Document 5 are methods for indirectly evaluating the plastic fluidity of excavated soil from the fluctuation state of the earth pressure gauge, and do not perform direct evaluation. Patent Document 6 is a method for quantitatively evaluating the plastic fluidity of excavated soil from the torque of a rotating body installed in a chamber. Since this method is an evaluation method using a special rotating device as in the above-mentioned Patent Documents 2 and 3, it cannot be said that there is no risk of an increase in development / installation cost of the device or occurrence of a failure.

特許文献７は、粒子法解析（ＭＰＳ解析）によりチャンバー内の撹拌流動状態を推定する方法である。この方法によれば、解析対象が掘削土のような高粘度で大変形する流動体でも、塑性流動状態を数値安定的に解析することができる。ただし、掘削土の塑性流動性（塑性粘度、降伏値等）を解析パラメータとして仮定する必要があるため、適用方法に課題がある。   Patent Document 7 is a method for estimating a stirring flow state in a chamber by particle method analysis (MPS analysis). According to this method, the plastic flow state can be numerically stably analyzed even if the analysis target is a fluid that is highly viscous and deforms greatly, such as excavated soil. However, since it is necessary to assume the plastic fluidity (plastic viscosity, yield value, etc.) of the excavated soil as an analysis parameter, there is a problem in the application method.

特開２００３−９７１８１号公報JP 2003-97181 A 特開２００５−９０１７４号公報JP-A-2005-90174 特開２００７−１９１８７８号公報JP 2007-191878 A 特開２０１４−９５４５号公報JP 2014-9545 A

このため、特殊な装置を用いることなく、掘削土の塑性流動性（塑性粘度、降伏値等）を安定して直接推定することのできる技術の開発が求められていた。   For this reason, development of the technique which can estimate directly the plastic fluidity (plastic viscosity, yield value, etc.) of excavated soil stably without using a special apparatus was calculated | required.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、掘削土の塑性流動性を安定して直接推定することのできる土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法、評価装置および土圧式シールド掘削機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and is a method for evaluating plastic fluidity of excavated soil in a chamber in an earth pressure type shield construction method capable of directly and directly estimating the plastic fluidity of excavated soil, and an evaluation apparatus. An object is to provide an earth pressure shield excavator.

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法は、カッタースポーク側に設置された攪拌翼および前記カッタースポークとは独立して回転駆動するアジテータにより、チャンバー内の掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド工法に適用され、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価する評価方法であって、前記掘削土を粒子の集まりとして表現するとともに、この粒子の動きを計算によって解析する粒子法の解析対象とする一方、前記掘削土を攪拌する前記チャンバー内の形状を多面体で近似して、この多面体をなす面を、前記粒子が通過しないように斥力が生じる仮想的な反発力を分布させた壁による剛体とするとともに、前記攪拌翼および前記アジテータを移動可能な移動壁で表現した解析モデルを作成し、作成した前記解析モデルにおける前記掘削土の流動解析を行う流動解析工程と、前記掘削土の塑性流動性をパラメータとして前記流動解析工程による流動解析を行い、前記解析モデルにおける前記アジテータに発生するトルクの解析値を算定するトルク解析値算定工程と、施工時に得られた前記アジテータに発生するトルクの測定値と、前記トルク解析値算定工程により算定したトルクの解析値を照らし合わせて、トルクの測定値に対応した前記解析モデルにおける前記掘削土の塑性流動性を、施工時における前記掘削土の塑性流動性として評価する評価工程とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the plastic fluidity evaluation method for excavated soil in the chamber in the earth pressure type shield method according to the present invention is the stirring blade installed on the cutter spoke side and the cutter spoke. The excavated soil in the chamber is agitated by an independent agitator to impart plastic fluidity to the excavated soil, and the earth pressure of the excavated soil is applied to the face to perform excavation while stabilizing the face. An evaluation method for evaluating plastic fluidity of the excavated soil in the chamber, applied to an earth pressure shield method, wherein the excavated soil is expressed as a collection of particles and the movement of the particles is analyzed by calculation On the other hand, the shape in the chamber where the excavated soil is agitated is approximated by a polyhedron, and the surface forming this polyhedron is Create an analysis model that expresses the stirrer blades and the agitator as movable walls, with a rigid body with walls that distribute virtual repulsive forces that generate repulsive forces so that particles do not pass through, and created the analysis A flow analysis step for analyzing the flow of the excavated soil in the model and a flow analysis by the flow analysis step using the plastic fluidity of the excavated soil as a parameter, and calculating an analytical value of the torque generated in the agitator in the analytical model The torque analysis value calculation step, the measured value of the torque generated in the agitator obtained at the time of construction, and the torque analysis value calculated in the torque analysis value calculation step are compared, and the torque corresponding to the torque measurement value Evaluation of plastic fluidity of the excavated soil in the analytical model as plastic fluidity of the excavated soil during construction Characterized in that it comprises a degree.

また、本発明に係る他の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法は、上述した発明において、前記評価工程は、スランプ値、スランプフロー値の少なくとも一方を前記掘削土の塑性流動性として評価することを特徴とする。   Further, the plastic fluidity evaluation method for excavated soil in the chamber in another earth pressure type shield construction method according to the present invention is the above-described invention, wherein in the evaluation step, at least one of a slump value and a slump flow value is plasticity of the excavated soil. It is characterized by being evaluated as fluidity.

また、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価装置は、カッタースポーク側に設置された攪拌翼および前記カッタースポークとは独立して回転駆動するアジテータにより、チャンバー内の掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド工法に適用され、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価する評価装置であって、前記掘削土を粒子の集まりとして表現するとともに、この粒子の動きを計算によって解析する粒子法の解析対象とする一方、前記掘削土を攪拌する前記チャンバー内の形状を多面体で近似して、この多面体をなす面を、前記粒子が通過しないように斥力が生じる仮想的な反発力を分布させた壁による剛体とするとともに、前記攪拌翼および前記アジテータを移動可能な移動壁で表現した解析モデルを作成し、作成した前記解析モデルにおける前記掘削土の流動解析を行う流動解析手段と、前記掘削土の塑性流動性をパラメータとして前記流動解析手段による流動解析を行い、前記解析モデルにおける前記アジテータに発生するトルクの解析値を算定するトルク解析値算定手段と、施工時に得られた前記アジテータに発生するトルクの測定値と、前記トルク解析値算定手段により算定したトルクの解析値を照らし合わせて、トルクの測定値に対応した前記解析モデルにおける前記掘削土の塑性流動性を、施工時における前記掘削土の塑性流動性として評価する評価手段とを備えることを特徴とする。   Further, the plastic fluidity evaluation apparatus for excavated soil in the chamber in the earth pressure type shield method according to the present invention includes a stirring blade installed on the cutter spoke side and an agitator that is driven to rotate independently of the cutter spoke. The excavated soil is agitated to give plastic fluidity to the excavated soil, and the earth pressure of the excavated soil is applied to the face to apply it to the earth pressure shield method of excavating while stabilizing the face. An evaluation apparatus for evaluating the plastic fluidity of the excavated soil, wherein the excavated soil is expressed as a collection of particles, and the particle method for analyzing the movement of the particles by calculation is used. The shape in the chamber to be stirred is approximated by a polyhedron, and a repulsive force is generated so that the particles do not pass through the surface forming the polyhedron. A rigid body with a wall with distributed repulsive force and an analysis model expressing the agitator and the agitator with movable walls are created, and the flow analysis of the excavated soil in the created analysis model is performed A flow analysis means, a torque analysis value calculation means for performing a flow analysis by the flow analysis means using the plastic fluidity of the excavated soil as a parameter, and calculating an analysis value of torque generated in the agitator in the analysis model; The obtained measured value of the torque generated in the agitator is compared with the analyzed value of the torque calculated by the torque analysis value calculating means, and the plastic fluidity of the excavated soil in the analysis model corresponding to the measured value of the torque And an evaluation means for evaluating as a plastic fluidity of the excavated soil at the time of construction.

また、本発明に係る他の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価装置は、上述した発明において、前記評価手段は、スランプ値、スランプフロー値の少なくとも一方を前記掘削土の塑性流動性として評価することを特徴とする。   Further, the plastic fluidity evaluation apparatus for excavated soil in a chamber in another earth pressure type shield construction method according to the present invention is the above-described invention, wherein the evaluation means uses at least one of a slump value and a slump flow value as a plasticity of the excavated soil. It is characterized by being evaluated as fluidity.

また、本発明に係る土圧式シールド掘削機は、カッタースポーク側に設置された攪拌翼および前記カッタースポークとは独立して回転駆動するアジテータにより、チャンバー内の掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド掘削機であって、上述した土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価装置を備えることを特徴とする。   Further, the earth pressure type shield excavator according to the present invention stirs the excavated soil in the chamber by the stirring blade installed on the cutter spoke side and the agitator that is driven to rotate independently of the cutter spoke, to the excavated soil. An earth pressure type shield excavator that imparts plastic fluidity and performs excavation while stabilizing the face by applying the earth pressure of this excavated soil to the face, and the plasticity of the excavated soil in the chamber in the above earth pressure type shield method A fluidity evaluation device is provided.

本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法によれば、カッタースポーク側に設置された攪拌翼および前記カッタースポークとは独立して回転駆動するアジテータにより、チャンバー内の掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド工法に適用され、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価する評価方法であって、前記掘削土を粒子の集まりとして表現するとともに、この粒子の動きを計算によって解析する粒子法の解析対象とする一方、前記掘削土を攪拌する前記チャンバー内の形状を多面体で近似して、この多面体をなす面を、前記粒子が通過しないように斥力が生じる仮想的な反発力を分布させた壁による剛体とするとともに、前記攪拌翼および前記アジテータを移動可能な移動壁で表現した解析モデルを作成し、作成した前記解析モデルにおける前記掘削土の流動解析を行う流動解析工程と、前記掘削土の塑性流動性をパラメータとして前記流動解析工程による流動解析を行い、前記解析モデルにおける前記アジテータに発生するトルクの解析値を算定するトルク解析値算定工程と、施工時に得られた前記アジテータに発生するトルクの測定値と、前記トルク解析値算定工程により算定したトルクの解析値を照らし合わせて、トルクの測定値に対応した前記解析モデルにおける前記掘削土の塑性流動性を、施工時における前記掘削土の塑性流動性として評価する評価工程とを備えるので、アジテータのトルクを測定することで、特殊な装置を用いることなく掘削土の塑性流動性を安定して直接推定することができるという効果を奏する。   According to the plastic fluidity evaluation method for excavated soil in the chamber in the earth pressure type shield method according to the present invention, the agitator installed on the cutter spoke side and the agitator that is driven to rotate independently of the cutter spoke, The excavated soil is agitated to give plastic fluidity to the excavated soil, and the earth pressure of the excavated soil is applied to the face to apply it to the earth pressure shield method of excavating while stabilizing the face. An evaluation method for evaluating plastic fluidity of the excavated soil, wherein the excavated soil is expressed as a collection of particles, and the particle method for analyzing the movement of the particles by calculation, The shape in the chamber to be stirred is approximated by a polyhedron, and a repulsive force is generated so that the particles do not pass through the surface forming the polyhedron. A rigid body with a wall with distributed repulsive force and an analysis model expressing the agitator and the agitator with movable walls are created, and the flow analysis of the excavated soil in the created analysis model is performed A flow analysis step, a torque analysis value calculation step for performing a flow analysis by the flow analysis step using the plastic fluidity of the excavated soil as a parameter, and calculating an analysis value of torque generated in the agitator in the analysis model; The obtained measured value of the torque generated in the agitator is compared with the analyzed value of the torque calculated in the torque analysis value calculating step, and the plastic fluidity of the excavated soil in the analysis model corresponding to the measured value of the torque With an evaluation process for evaluating the plastic fluidity of the excavated soil at the time of construction. By measuring an effect that can be estimated stably directly the plastic flow of the excavated soil without using a special apparatus.

また、本発明に係る他の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法によれば、前記評価工程は、スランプ値、スランプフロー値の少なくとも一方を前記掘削土の塑性流動性として評価するので、チャンバー内における掘削土の塑性流動状態をスランプ値、スランプフロー値といった指標で管理することができるという効果を奏する。   Further, according to the plastic fluidity evaluation method for excavated soil in the chamber in another earth pressure type shield method according to the present invention, the evaluation step uses at least one of a slump value and a slump flow value as the plastic fluidity of the excavated soil. Since the evaluation is performed, the plastic flow state of the excavated soil in the chamber can be managed with an index such as a slump value and a slump flow value.

また、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価装置によれば、カッタースポーク側に設置された攪拌翼および前記カッタースポークとは独立して回転駆動するアジテータにより、チャンバー内の掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド工法に適用され、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価する評価装置であって、前記掘削土を粒子の集まりとして表現するとともに、この粒子の動きを計算によって解析する粒子法の解析対象とする一方、前記掘削土を攪拌する前記チャンバー内の形状を多面体で近似して、この多面体をなす面を、前記粒子が通過しないように斥力が生じる仮想的な反発力を分布させた壁による剛体とするとともに、前記攪拌翼および前記アジテータを移動可能な移動壁で表現した解析モデルを作成し、作成した前記解析モデルにおける前記掘削土の流動解析を行う流動解析手段と、前記掘削土の塑性流動性をパラメータとして前記流動解析手段による流動解析を行い、前記解析モデルにおける前記アジテータに発生するトルクの解析値を算定するトルク解析値算定手段と、施工時に得られた前記アジテータに発生するトルクの測定値と、前記トルク解析値算定手段により算定したトルクの解析値を照らし合わせて、トルクの測定値に対応した前記解析モデルにおける前記掘削土の塑性流動性を、施工時における前記掘削土の塑性流動性として評価する評価手段とを備えるので、アジテータのトルクを測定することで、特殊な装置を用いることなく掘削土の塑性流動性を安定して直接推定することができるという効果を奏する。   Further, according to the plastic fluidity evaluation apparatus for excavated soil in the chamber in the earth pressure type shield method according to the present invention, the agitator that is installed on the cutter spoke side and the agitator that is rotationally driven independently of the cutter spoke, the chamber The chamber is applied to an earth pressure type shield method in which the excavated soil is agitated to impart plastic fluidity to the excavated soil, and the earth pressure of the excavated soil is applied to the face to stabilize the face and to excavate. An evaluation apparatus for evaluating the plastic fluidity of the excavated soil in the interior, wherein the excavated soil is expressed as a collection of particles, and the particle method for analyzing the movement of the particles by calculation, The shape in the chamber where the soil is stirred is approximated by a polyhedron, and repulsive force is generated so that the particles do not pass through the surface forming the polyhedron. An analysis model expressing the stirrer blade and the agitator as a movable wall is created, and a flow analysis of the excavated soil in the created analysis model is made. A flow analysis means for performing the flow analysis by the flow analysis means using the plastic fluidity of the excavated soil as a parameter, and a torque analysis value calculation means for calculating an analysis value of torque generated in the agitator in the analysis model; The measured value of the torque generated in the agitator obtained at the time of construction and the analytical value of the torque calculated by the torque analysis value calculation means are collated, and the plasticity of the excavated soil in the analysis model corresponding to the measured value of torque And an evaluation means for evaluating the fluidity as the plastic fluidity of the excavated soil at the time of construction. By measuring the torque, an effect that can be estimated stably directly the plastic flow of the excavated soil without using a special apparatus.

また、本発明に係る他の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価装置によれば、前記評価手段は、スランプ値、スランプフロー値の少なくとも一方を前記掘削土の塑性流動性として評価するので、チャンバー内における掘削土の塑性流動状態をスランプ値、スランプフロー値といった指標で管理することができるという効果を奏する。   Further, according to the plastic fluidity evaluation apparatus for excavated soil in the chamber in another earth pressure type shield construction method according to the present invention, the evaluation means uses at least one of a slump value and a slump flow value as the plastic fluidity of the excavated soil. Since the evaluation is performed, the plastic flow state of the excavated soil in the chamber can be managed with an index such as a slump value and a slump flow value.

また、本発明に係る土圧式シールド掘削機によれば、カッタースポーク側に設置された攪拌翼および前記カッタースポークとは独立して回転駆動するアジテータにより、チャンバー内の掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド掘削機であって、上述した土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価装置を備えるので、掘削土の塑性流動性を安定して直接推定可能な土圧式シールド掘削機を提供することができるという効果を奏する。   In addition, according to the earth pressure type shield excavator according to the present invention, the excavated soil in the chamber is agitated by the agitator that is rotationally driven independently of the agitating blade installed on the cutter spoke side and the cutter spoke. An earth pressure type shield excavator which excavates while stabilizing the face by imparting plastic fluidity to the soil and applying the earth pressure of the excavated earth to the face, and excavating soil in the chamber in the earth pressure type shield method described above Therefore, it is possible to provide an earth pressure shield excavator capable of stably and directly estimating the plastic fluidity of excavated soil.

図１は、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法、評価装置および土圧式シールド掘削機が適用されるカッターフェイス部分の概略側断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional side view of a cutter face portion to which a method for evaluating plastic fluidity of excavated soil in a chamber, an evaluation apparatus, and an earth pressure shield excavator are applied in the earth pressure shield method according to the present invention. 図２は、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法、評価装置の実施の形態を示す概略フローチャート図である。FIG. 2 is a schematic flowchart showing an embodiment of an evaluation apparatus and a plastic fluidity evaluation method for excavated soil in a chamber in the earth pressure shield method according to the present invention. 図３は、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法、評価装置の解析モデルの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of an analysis model of the plastic fluidity evaluation method and evaluation apparatus for excavated soil in the chamber in the earth pressure shield method according to the present invention. 図４は、本発明によるトルク測定値とトルク解析値の照合方法の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a method for collating torque measurement values and torque analysis values according to the present invention. 図５は、本発明によるスランプ値、スランプフロー値の推定方法の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a method for estimating a slump value and a slump flow value according to the present invention. 図６は、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価装置の実施の形態を示す概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an apparatus for evaluating plastic fluidity of excavated soil in a chamber in the earth pressure shield method according to the present invention.

以下に、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法、評価装置および土圧式シールド掘削機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of a plastic fluidity evaluation method, an evaluation apparatus, and an earth pressure shield excavator for excavating soil in a chamber in the earth pressure shield method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

［土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法］
まず、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法について説明する。 [Evaluation method of plastic fluidity of excavated soil in chamber in earth pressure shield method]
First, a method for evaluating plastic fluidity of excavated soil in a chamber in the earth pressure type shield method according to the present invention will be described.

本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法は、チャンバー内に設置された攪拌翼およびアジテータで掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド工法に適用され、チャンバー内における掘削土の塑性流動性を評価する評価方法である。   The plastic fluidity evaluation method for excavated soil in the chamber in the earth pressure type shield method according to the present invention is to agitate the excavated soil with a stirring blade and an agitator installed in the chamber to impart plastic fluidity to the excavated soil. This is an evaluation method that evaluates the plastic fluidity of excavated soil in the chamber, and is applied to the earth pressure shield method of digging while stabilizing the face by applying the earth pressure of the excavated soil to the face.

図１は、土圧式シールド掘削機のカッターフェイス部分を拡大した概略側断面図である。この図に示すように、土圧式シールド掘削機のシールドマシン１０には、カッターフェイス１２の背面と隔壁１４とによって区画形成されたチャンバー１６内の掘削土１８の攪拌効果を高めるために、カッターフェイス１２の背面のカッタースポーク２０に、チャンバー１６内に向けて突出する複数の攪拌翼２２が固定されている。図の例では、説明の便宜上、回転軸２４の上下に２箇所固定した例を示しているがこれに限るものではない。すなわち、攪拌翼２２の設置位置は、チャンバー１６内の全体において掘削土に対する効率的な攪拌効果が得られるように任意に設定すればよく、双方の位置を半径方向に若干ずらして配置した方が全体にわたり広範囲に攪拌することができるのでより好ましい。掘削時にカッターフェイス１２が回転軸２４の周りに回転すると、この回転に連動して背面の攪拌翼２２も回転軸２４の周りに回転し、シールドマシン１０との間に形成したチャンバー１６内に取り込まれる掘削土を攪拌する。   FIG. 1 is an enlarged schematic sectional side view of a cutter face portion of an earth pressure shield excavator. As shown in this figure, the shield machine 10 of the earth pressure type shield excavator is provided with a cutter face in order to enhance the stirring effect of the excavated soil 18 in the chamber 16 defined by the back surface of the cutter face 12 and the partition wall 14. A plurality of stirring blades 22 projecting into the chamber 16 are fixed to the cutter spokes 20 on the back surface of the twelve. In the example of the figure, for convenience of explanation, an example in which two places are fixed on the top and bottom of the rotating shaft 24 is shown, but the present invention is not limited to this. That is, the installation position of the stirring blade 22 may be arbitrarily set so as to obtain an efficient stirring effect on the excavated soil in the entire chamber 16, and both positions should be slightly shifted in the radial direction. Since it can stir extensively over the whole, it is more preferable. When the cutter face 12 rotates around the rotary shaft 24 during excavation, the back stirring blade 22 also rotates around the rotary shaft 24 in conjunction with this rotation and is taken into the chamber 16 formed between the shield machine 10 and the cutter face 12. Stir excavated soil.

回転軸２４の外周面には、チャンバー１６内に向けて突出するアジテータ２６が設けられている。このアジテータ２６は隔壁１４の外側に設けた駆動モータ２８によりカッターフェイス１２（カッタースポーク２０）と独立して回転駆動するようになっている。また、駆動モータ２８の近傍には、アジテータ２６の回転トルクを測定するためのトルク測定装置３０が設けられている。アジテータ２６の回転トルクと駆動モータ２８に供給する電流値は比例するため、駆動モータ２８の電流値を測定することでトルクを算定することが可能である。   An agitator 26 that protrudes into the chamber 16 is provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft 24. The agitator 26 is driven to rotate independently of the cutter face 12 (cutter spoke 20) by a drive motor 28 provided outside the partition wall 14. Further, a torque measuring device 30 for measuring the rotational torque of the agitator 26 is provided in the vicinity of the drive motor 28. Since the rotational torque of the agitator 26 and the current value supplied to the drive motor 28 are proportional, the torque can be calculated by measuring the current value of the drive motor 28.

次に、本発明に係る塑性流動性評価方法の具体的手順について説明する。   Next, a specific procedure of the plastic fluidity evaluation method according to the present invention will be described.

図２は、本発明に係る塑性流動性評価方法の概略フローチャート図である。この図に示すように、本発明の塑性流動性評価方法は、まず施工に先立って事前に、掘削土と攪拌機構をモデル化した解析モデルを作成しておく（ステップＳ１）。ここで、高粘度流動体である掘削土を、粒子の集まりとして表現するとともに、この粒子の動きを計算によって解析する粒子法の解析対象としてモデル化する。この場合、掘削土を、流動体の物性が降伏値と塑性粘度で記述されるビンガム流体でモデル化することができる。なお、このモデル化においては、流動解析の高速化を図るため、流動時には粘塑性流体となり、不動時には高粘性流体となる等価線形近似でビンガム流体を扱うようにしてもよい。   FIG. 2 is a schematic flowchart of the plastic fluidity evaluation method according to the present invention. As shown in this figure, in the plastic fluidity evaluation method of the present invention, an analysis model in which excavated soil and a stirring mechanism are modeled is prepared in advance prior to construction (step S1). Here, the excavated soil, which is a high-viscosity fluid, is expressed as a collection of particles, and is modeled as an analysis target of a particle method that analyzes the movement of the particles by calculation. In this case, the excavated soil can be modeled with a Bingham fluid in which the physical properties of the fluid are described by yield values and plastic viscosity. In this modeling, in order to speed up the flow analysis, the Bingham fluid may be handled by an equivalent linear approximation that becomes a viscoplastic fluid when flowing and a highly viscous fluid when stationary.

また、掘削土を攪拌するチャンバー１６内の形状をポリゴン（多面体）で近似し、ポリゴンをなす面を、粒子が通過しないように斥力が生じる仮想的な反発力を分布させた壁による剛体とする解析モデルを作成する。ここで、チャンバー１６を形成する外壁の部分は固定ポリゴン壁で、攪拌翼２２およびアジテータ２６は移動ポリゴン壁（移動壁）で表現する。この移動ポリゴン壁は、回転軸２４の周りに回転移動可能である。このようにして作成した実機の解析モデルの一例を図３に示す。この図は、チャンバーを坑内側から見た図であり、シールドマシン１０の隔壁１４などの鋼殻部、掘削土については図示を省略している。   Further, the shape in the chamber 16 for agitating the excavated soil is approximated by a polygon (polyhedron), and the surface forming the polygon is a rigid body made of a wall in which a virtual repulsive force that generates repulsive force so that particles do not pass through is distributed. Create an analysis model. Here, the portion of the outer wall forming the chamber 16 is a fixed polygon wall, and the stirring blade 22 and the agitator 26 are expressed by a moving polygon wall (moving wall). The moving polygon wall can be rotated around the rotation axis 24. An example of the analysis model of the actual machine created in this way is shown in FIG. This figure is the figure which looked at the chamber from the inner side of the mine, and illustration of steel shell parts such as the partition wall 14 of the shield machine 10 and excavated soil is omitted.

次に、作成した解析モデルにおける掘削土の塑性流動状態を、コンピュータを用いて流動解析する（流動解析工程：ステップＳ２）。解析方法としては高粘度の流動体でも安定的に解析できる陰解法を用いる。   Next, the plastic flow state of the excavated soil in the created analysis model is subjected to flow analysis using a computer (flow analysis step: step S2). As an analysis method, an implicit method that can stably analyze even a high-viscosity fluid is used.

この流動解析工程では、掘削土の塑性流動性（塑性粘度、降伏値）をパラメータとして、掘削土の様々な塑性流動状態を想定したパラメータスタディを実施する。続いて、このパラメータスタディにより、解析モデルにおけるアジテータに発生するトルクの解析値を算定する（トルク解析値算定工程：ステップＳ３）。   In this flow analysis step, a parameter study is performed assuming various plastic flow states of the excavated soil, using the plastic fluidity (plastic viscosity, yield value) of the excavated soil as a parameter. Subsequently, an analysis value of torque generated in the agitator in the analysis model is calculated by this parameter study (torque analysis value calculation step: step S3).

こうした施工に先立つ事前解析により、例えば図４の左側に示すような解析結果が得られる。この解析結果では、仮定した塑性粘度と降伏値の様々な組み合わせに対応してアジテータのトルク解析値がテーブル形式で示されている。   By the prior analysis prior to such construction, for example, an analysis result as shown on the left side of FIG. 4 is obtained. In this analysis result, torque analysis values of the agitator are shown in a table format corresponding to various combinations of assumed plastic viscosity and yield value.

次に、施工時に得られたアジテータに発生するトルクの測定値と、ステップＳ３のトルク解析値算定工程により算定したトルクの解析値を照らし合わせて（ステップＳ４）、トルクの測定値に対応した解析モデルにおける掘削土の塑性流動性を、施工時におけるチャンバー内の掘削土の塑性流動性として評価する（評価工程：ステップＳ５）。   Next, the measured value of the torque generated in the agitator obtained at the time of construction is compared with the analyzed value of the torque calculated in the torque analysis value calculation process in step S3 (step S4), and the analysis corresponding to the measured value of torque is performed. The plastic fluidity of the excavated soil in the model is evaluated as the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber at the time of construction (evaluation process: step S5).

この場合、例えばカッターおよびアジテータ２６を回転しながらトルク測定装置３０でアジテータ２６のトルクを測定する。そして、このトルク測定値と、図４の左側の解析結果のテーブルにおけるトルク解析値とを照合し、トルク測定値と一致度の高いトルク解析値を探索し、このトルク解析値に対応する塑性粘度、降伏値を求める。図４の例では、施工時のトルク測定値Ｂ２がテーブル中のトルク解析値Ｂ２に一致する場合を示している。この場合、トルク解析値Ｂ２に対応する塑性粘度は６０Ｐａ・ｓ、降伏値は６００Ｐａと見積もられる。   In this case, for example, the torque of the agitator 26 is measured by the torque measuring device 30 while rotating the cutter and the agitator 26. Then, this torque measurement value and the torque analysis value in the analysis result table on the left side of FIG. 4 are collated, a torque analysis value having a high degree of coincidence with the torque measurement value is searched, and the plastic viscosity corresponding to this torque analysis value is searched. Find the yield value. In the example of FIG. 4, the case where the torque measurement value B2 at the time of construction coincides with the torque analysis value B2 in the table is shown. In this case, the plastic viscosity corresponding to the torque analysis value B2 is estimated to be 60 Pa · s, and the yield value is estimated to be 600 Pa.

なお、照合効率を高めるため、上記のパラメータスタディにおいてパラメータの増分を細かくした解析結果を求めておくことが望ましい。あるいは、トルク解析値と塑性粘度、降伏値の関係を補間式や近似曲線式などで規定しておき、これらの式を用いてトルク測定値に対応する塑性粘度、降伏値を算定するようにしてもよい。こうした照合および算定工程を予めコンピュータプログラムによりシステム化しておけば、より一層の省力化を図れる。   In addition, in order to improve collation efficiency, it is desirable to obtain an analysis result in which parameter increments are made fine in the above parameter study. Alternatively, the relationship between the torque analysis value, the plastic viscosity, and the yield value is specified by an interpolation formula or approximate curve formula, and the plastic viscosity and yield value corresponding to the torque measurement value are calculated using these formulas. Also good. If these verification and calculation steps are systemized in advance by a computer program, further labor saving can be achieved.

こうして評価された掘削土の塑性流動性は、必要に応じてコンピュータのディスプレイ等に可視化表示することが望ましい。このようにすれば、利用者はカッター回転時または停止時にディスプレイの表示内容を監視することでチャンバー１６内の掘削土の塑性流動性をリアルタイムに精度良く連続的に把握することができ、それに基づき添加材（加泥材、気泡材等）の注入管理などの適切な施工管理を行いつつ掘削を行うことが可能である。このため、塑性流動性の管理を高精度に行うことができる。   It is desirable that the plastic fluidity of the excavated soil evaluated in this way is visualized and displayed on a computer display or the like as necessary. In this way, the user can grasp the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber 16 accurately and continuously in real time by monitoring the display content when the cutter rotates or stops, and based on that. It is possible to perform excavation while performing appropriate construction management such as injection management of additive materials (such as mud and foam materials). For this reason, management of plastic fluidity can be performed with high accuracy.

このように、本実施の形態によれば、アジテータのトルクを測定することで、特殊な装置を用いることなく掘削土の塑性流動性を安定して直接推定することができる。   Thus, according to the present embodiment, by measuring the torque of the agitator, the plastic fluidity of the excavated soil can be estimated directly and stably without using a special device.

また、本発明における流動解析工程では、高粘度の流動体でも安定的に解析できる陰解法、流動体が大変形しても解析格子が破綻しない粒子法を採用している。したがって、本発明によれば、解析対象が掘削土のような高粘度で大変形する流動体でも安定的に解析することができる。これにより、掘削土の塑性流動性を安定して評価することができる。   Further, in the flow analysis step in the present invention, an implicit method that can stably analyze even a high-viscosity fluid and a particle method that does not break the analysis lattice even when the fluid is greatly deformed are adopted. Therefore, according to the present invention, it is possible to stably analyze even a fluid that is highly viscous and largely deformed, such as excavated soil. Thereby, the plastic fluidity of excavated soil can be evaluated stably.

また、本発明の流動解析工程によれば、圧力だけでなく、流動体である掘削土の速度やせん断速度も得ることができ、さらに塑性流動関数によって、塑性流動化指数も求めることができる。また、多面体のポリゴン壁を剛体でなく、弾性体として取り扱うことで、流動体による圧力による変形や応力を算定し、掘削に伴う部材変状を評価・設計することができる。当然のことながら、流動体の寸法効果を加味することで、実物大でのチャンバー内掘削土の塑性流動性を評価することができる。   Further, according to the flow analysis step of the present invention, not only the pressure but also the speed and shear rate of the excavated soil that is a fluid can be obtained, and further, the plastic fluidization index can be obtained by the plastic flow function. In addition, by treating the polygonal wall of the polyhedron as an elastic body instead of a rigid body, it is possible to calculate deformation and stress due to pressure caused by the fluid, and to evaluate and design member deformation accompanying excavation. As a matter of course, the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber at full size can be evaluated by taking into account the dimensional effect of the fluid.

上記の実施の形態において、例えば下記の参考文献１に記載の方法などにより、塑性粘度、降伏値からスランプ値、スランプフロー値等を推定することも可能である。図５は、下記の参考文献１に記載の図−１０（フロー値およびスランプ値とレオロジー定数の関係）を使った推定方法の一例である。例えば、上記の実施の形態で評価された掘削土の塑性粘度が６０Ｐａ・ｓ、降伏値が６００Ｐａであったとすると、この図において、η＝０．０６ｋＰａ・ｓ（＝６０Ｐａ・ｓ）、τｙ＝６ｇｆ／ｃｍ２（＝６００Ｐａ）の線の交点を求めることにより、スランプ値は２０ｃｍ程度と推定することができる。このように、予め塑性粘度、降伏値と、スランプ値、スランプフロー値との関係を把握しておけば、評価した塑性粘度、降伏値をこの関係に当てはめることで、スランプ値、スランプフロー値を推定することができる。 In the above embodiment, the slump value, the slump flow value, and the like can be estimated from the plastic viscosity and the yield value, for example, by the method described in Reference Document 1 below. FIG. 5 is an example of an estimation method using FIG. 10 (relationship between flow value and slump value and rheological constant) described in Reference Document 1 below. For example, assuming that the plastic viscosity of the excavated soil evaluated in the above embodiment is 60 Pa · s and the yield value is 600 Pa, in this figure, η = 0.06 kPa · s (= 60 Pa · s), τ y The slump value can be estimated to be about 20 cm by obtaining the intersection of the lines of = 6 gf / cm 2 (= 600 Pa). Thus, if the relationship between the plastic viscosity, yield value, slump value, slump flow value is grasped in advance, the slump value, slump flow value can be calculated by applying the evaluated plastic viscosity and yield value to this relationship. Can be estimated.

［参考文献１］ 谷川恭雄、森博嗣、筒井一仁、黒川善幸：「スランプ試験およびすべり抵抗試験によるフレッシュコンクリートのレオロジー定数の測定」、第８回コンクリート工学年次講演会論文集、ｐｐ.３８１−３８４、図−１０、１９８６年   [Reference 1] Yasuo Tanikawa, Hiroki Mori, Kazuhito Tsutsui, Yoshiyuki Kurokawa: “Measurement of rheological constants of fresh concrete by slump test and sliding resistance test”, Proceedings of the 8th Annual Conference of Concrete Engineering, pp.381 -384, Fig. 10, 1986

このように、上記の実施の形態によれば、チャンバー内における掘削土の塑性流動状態を「塑性粘度、降伏値」、あるいは「スランプ値、スランプフロー値」といった指標で管理することが可能となる。こうした指標は施工時の添加材（加泥材、気泡材など）の添加量を制御する指標として使えるため、施工管理の合理化、省力化に資することとなる。   As described above, according to the above-described embodiment, the plastic flow state of the excavated soil in the chamber can be managed with an index such as “plastic viscosity, yield value” or “slump value, slump flow value”. . Such an index can be used as an index for controlling the amount of additive material (such as a mud and a foam material) during construction, thereby contributing to rationalization and labor saving of construction management.

［土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価装置］
次に、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価装置について説明する。 [Evaluation equipment for plastic fluidity of excavated soil in chamber in earth pressure shield method]
Next, an apparatus for evaluating plastic fluidity of excavated soil in the chamber in the earth pressure type shield method according to the present invention will be described.

図６に示すように、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価装置４０は、上記の本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法を装置として具現化したものであり、解析モデル作成手段４２と、流動解析手段４４と、トルク解析値算定手段４６と、評価手段４８と、可視化手段５０とを備える。   As shown in FIG. 6, the plastic fluidity evaluation device 40 for excavating soil in the chamber in the earth pressure type shield method according to the present invention is the method for evaluating the plastic fluidity of the excavating soil in the chamber in the earth type shield method according to the present invention. As an apparatus, and includes an analysis model creation means 42, a flow analysis means 44, a torque analysis value calculation means 46, an evaluation means 48, and a visualization means 50.

解析モデル作成手段４２は、掘削土と攪拌機構をモデル化した解析モデルを作成するものであり、ＣＰＵを有するコンピュータにより構成することができる。より具体的には、解析モデル作成手段４２は、高粘度流動体である掘削土を、粒子の集まりとして表現するとともに、この粒子の動きを計算によって解析する粒子法の解析対象としてモデル化する。この場合、掘削土を、流動体の物性が降伏値と塑性粘度で記述されるビンガム流体でモデル化することができる。なお、このモデル化においては、流動解析の高速化を図るため、流動時には粘塑性流体となり、不動時には高粘性流体となる等価線形近似でビンガム流体を扱うようにしてもよい。   The analysis model creation means 42 creates an analysis model that models the excavated soil and the stirring mechanism, and can be configured by a computer having a CPU. More specifically, the analysis model creation means 42 represents the excavated soil, which is a high-viscosity fluid, as a collection of particles and models it as an analysis target of a particle method that analyzes the movement of the particles by calculation. In this case, the excavated soil can be modeled with a Bingham fluid in which the physical properties of the fluid are described by yield values and plastic viscosity. In this modeling, in order to speed up the flow analysis, the Bingham fluid may be handled by an equivalent linear approximation that becomes a viscoplastic fluid when flowing and a highly viscous fluid when stationary.

また、解析モデル作成手段４２は、掘削土を攪拌するチャンバー１６内の形状をポリゴン（多面体）で近似し、ポリゴンをなす面を、粒子が通過しないように斥力が生じる仮想的な反発力を分布させた壁による剛体とする解析モデルを作成する。ここで、チャンバー１６を形成する外壁の部分は固定ポリゴン壁で、攪拌翼２２およびアジテータ２６は移動ポリゴン壁（移動壁）で表現する。この移動ポリゴン壁は、回転軸２４の周りに回転移動可能である。   Further, the analysis model creating means 42 approximates the shape in the chamber 16 for stirring the excavated soil with a polygon (polyhedron), and distributes a virtual repulsive force that generates a repulsive force so that particles do not pass through the surface forming the polygon. Create an analysis model to make a rigid body with the walls made. Here, the portion of the outer wall forming the chamber 16 is a fixed polygon wall, and the stirring blade 22 and the agitator 26 are expressed by a moving polygon wall (moving wall). The moving polygon wall can be rotated around the rotation axis 24.

流動解析手段４４は、解析モデル作成手段４２で作成した解析モデルにおける掘削土の塑性流動状態を流動解析するものであり、ＣＰＵを有するコンピュータにより構成することができる。なお、解析方法としては高粘度の流動体でも安定的に解析できる陰解法を用いる。   The flow analysis unit 44 performs flow analysis on the plastic flow state of the excavated soil in the analysis model created by the analysis model creation unit 42, and can be configured by a computer having a CPU. As an analysis method, an implicit method that can stably analyze even a highly viscous fluid is used.

トルク解析値算定手段４６は、掘削土の塑性流動性（塑性粘度、降伏値）をパラメータとする流動解析手段４４を用いたパラメータスタディにより、解析モデルにおけるアジテータに発生するトルクの解析値を算定するものである。このトルク解析値算定手段４６は、施工に先立つ事前解析として実行され、これにより例えば図４の左側に示すようなテーブル形式のトルク解析値が得られる。   The torque analysis value calculation means 46 calculates an analysis value of torque generated in the agitator in the analysis model by a parameter study using the flow analysis means 44 using the plastic fluidity (plastic viscosity, yield value) of the excavated soil as a parameter. Is. This torque analysis value calculation means 46 is executed as a pre-analysis prior to construction, thereby obtaining, for example, a table-type torque analysis value as shown on the left side of FIG.

評価手段４８は、施工時に得られたアジテータのトルク測定値と、トルク解析値算定手段４６により算定したトルク解析値を照らし合わせて、トルク測定値に対応した解析モデルにおける掘削土の塑性流動性を、施工時におけるチャンバー内の掘削土の塑性流動性として評価するものである。   The evaluation means 48 compares the torque measurement value of the agitator obtained at the time of construction with the torque analysis value calculated by the torque analysis value calculation means 46, and determines the plastic fluidity of the excavated soil in the analysis model corresponding to the torque measurement value. The plastic fluidity of the excavated soil in the chamber at the time of construction is evaluated.

この場合、例えばカッターおよびアジテータ２６を回転しながらトルク測定装置３０でアジテータ２６のトルクを測定して、図４の左側に示すようなトルク解析値と照合する。そして、トルク測定値と一致度の高いトルク解析値を探索し、このトルク解析値に対応する塑性粘度、降伏値を求める。なお、上述したように、照合効率を高めるため、トルク解析値と塑性粘度、降伏値の関係を補間式や近似曲線式などで規定しておき、これらの式を用いてトルク測定値に対応する塑性粘度、降伏値を算定するようにしてもよい。こうした照合および算定工程を予めコンピュータプログラムによりシステム化しておけば、より一層の省力化を図れる。   In this case, for example, the torque of the agitator 26 is measured by the torque measuring device 30 while rotating the cutter and the agitator 26 and collated with a torque analysis value as shown on the left side of FIG. Then, a torque analysis value having a high degree of coincidence with the torque measurement value is searched, and a plastic viscosity and a yield value corresponding to the torque analysis value are obtained. As described above, in order to increase the verification efficiency, the relationship between the torque analysis value, the plastic viscosity, and the yield value is defined by an interpolation equation or an approximate curve equation, and these equations are used to correspond to the torque measurement value. You may make it calculate a plastic viscosity and a yield value. If these verification and calculation steps are systemized in advance by a computer program, further labor saving can be achieved.

なお、評価手段４８は、上述したように、例えば上記の参考文献１に記載の方法などにより、塑性粘度、降伏値からスランプ値、スランプフロー値等を推定してもよい。この場合、塑性粘度、降伏値からスランプ値、スランプフロー値等を推定する工程を予めコンピュータプログラムなどによりシステム化しておけば、より一層の省力化を図れる。   Note that, as described above, the evaluation unit 48 may estimate the slump value, the slump flow value, and the like from the plastic viscosity and the yield value, for example, by the method described in Reference Document 1 above. In this case, if the process of estimating the slump value, slump flow value and the like from the plastic viscosity and the yield value is previously systematized by a computer program or the like, further labor saving can be achieved.

可視化手段５０は、評価手段４８で評価された掘削土の塑性流動性を可視化表示するものであり、例えばディスプレイにより構成することができる。利用者はカッター回転時または停止時にディスプレイの表示内容を監視することでチャンバー１６内の掘削土の塑性流動性をリアルタイムに精度良く連続的に把握することができ、それに基づき添加材（加泥材、気泡材等）の注入管理などの適切な施工管理を行いつつ掘削を行うことが可能である。このため、塑性流動性の管理を高精度に行うことができる。   The visualization means 50 visualizes and displays the plastic fluidity of the excavated soil evaluated by the evaluation means 48, and can be configured by a display, for example. The user can grasp the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber 16 continuously and accurately in real time by monitoring the display content when the cutter is rotated or stopped, and based on that, the additive (mud additive) It is possible to perform excavation while performing appropriate construction management such as injection management of foam materials. For this reason, management of plastic fluidity can be performed with high accuracy.

このように、本実施の形態によれば、アジテータのトルクを測定することで、特殊な装置を用いることなく掘削土の塑性流動性を安定して直接推定することができる。   Thus, according to the present embodiment, by measuring the torque of the agitator, the plastic fluidity of the excavated soil can be estimated directly and stably without using a special device.

［土圧式シールド掘削機］
次に、本発明に係る土圧式シールド掘削機について説明する。 [Earth pressure shield excavator]
Next, the earth pressure type shield excavator according to the present invention will be described.

本発明に係る土圧式シールド掘削機は、カッタースポーク２０側に設置された攪拌翼２２およびカッタースポーク２０とは独立して回転駆動するアジテータ２６により、チャンバー１６内の掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド掘削機であって、上記の本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価装置４０を備えたものである。したがって、本実施の形態によれば、上記の塑性流動性評価装置４０で説明したものと同様の作用効果を奏することができる。   The earth pressure type shield excavator according to the present invention stirs the excavated soil in the chamber 16 by an agitator 26 that is driven to rotate independently of the agitating blade 22 and the cutter spoke 20 installed on the cutter spoke 20 side. An earth pressure shield excavator that excavates while stabilizing the face by imparting plastic fluidity to the soil and applying the earth pressure of the excavated soil to the face, and in the earth pressure shield method according to the present invention described above A plastic fluidity evaluation device 40 for excavated soil in the chamber is provided. Therefore, according to this Embodiment, there can exist an effect similar to what was demonstrated with said plastic fluidity evaluation apparatus 40. FIG.

以上説明したように、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法によれば、カッタースポーク側に設置された攪拌翼および前記カッタースポークとは独立して回転駆動するアジテータにより、チャンバー内の掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド工法に適用され、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価する評価方法であって、前記掘削土を粒子の集まりとして表現するとともに、この粒子の動きを計算によって解析する粒子法の解析対象とする一方、前記掘削土を攪拌する前記チャンバー内の形状を多面体で近似して、この多面体をなす面を、前記粒子が通過しないように斥力が生じる仮想的な反発力を分布させた壁による剛体とするとともに、前記攪拌翼および前記アジテータを移動可能な移動壁で表現した解析モデルを作成し、作成した前記解析モデルにおける前記掘削土の流動解析を行う流動解析工程と、前記掘削土の塑性流動性をパラメータとして前記流動解析工程による流動解析を行い、前記解析モデルにおける前記アジテータに発生するトルクの解析値を算定するトルク解析値算定工程と、施工時に得られた前記アジテータに発生するトルクの測定値と、前記トルク解析値算定工程により算定したトルクの解析値を照らし合わせて、トルクの測定値に対応した前記解析モデルにおける前記掘削土の塑性流動性を、施工時における前記掘削土の塑性流動性として評価する評価工程とを備えるので、アジテータのトルクを測定することで、特殊な装置を用いることなく掘削土の塑性流動性を安定して直接推定することができる。   As described above, according to the plastic fluidity evaluation method for excavated soil in the chamber in the earth pressure type shield method according to the present invention, the stirring blade installed on the cutter spoke side and the cutter spoke are driven to rotate independently. The agitator agitates the excavated soil in the chamber, imparts plastic fluidity to the excavated soil, and applies the earth pressure of this excavated soil to the face to apply it to the earth pressure type shield method of excavating while stabilizing the face An evaluation method for evaluating plastic fluidity of the excavated soil in the chamber, wherein the excavated soil is expressed as a collection of particles, and the particle method for analyzing the movement of the particles by calculation is used. On the other hand, the shape in the chamber for stirring the excavated soil is approximated by a polyhedron, and the particles do not pass through the surface forming the polyhedron. A rigid body made of a wall in which a virtual repulsive force generating a repulsive force is distributed, and an analysis model expressing the stirring blade and the agitator with a movable wall is created, and the excavated soil in the created analysis model is created A flow analysis step for performing a flow analysis of the drill, and a flow analysis by the flow analysis step using the plastic fluidity of the excavated soil as a parameter, and calculating an analysis value of torque generated in the agitator in the analysis model The excavation in the analysis model corresponding to the torque measurement value by comparing the measured value of the torque generated in the agitator obtained at the time of construction and the analysis value of the torque calculated in the torque analysis value calculation step An evaluation process for evaluating the plastic fluidity of the soil as the plastic fluidity of the excavated soil at the time of construction By measuring the torque of the agitator, it can be estimated stably directly plastic flow of no excavated soil using a special apparatus.

また、本発明に係る他の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法によれば、前記評価工程は、スランプ値、スランプフロー値の少なくとも一方を前記掘削土の塑性流動性として評価するので、チャンバー内における掘削土の塑性流動状態をスランプ値、スランプフロー値といった指標で管理することができる。   Further, according to the plastic fluidity evaluation method for excavated soil in the chamber in another earth pressure type shield method according to the present invention, the evaluation step uses at least one of a slump value and a slump flow value as the plastic fluidity of the excavated soil. Since the evaluation is performed, the plastic flow state of the excavated soil in the chamber can be managed by an index such as a slump value and a slump flow value.

また、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価装置によれば、カッタースポーク側に設置された攪拌翼および前記カッタースポークとは独立して回転駆動するアジテータにより、チャンバー内の掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド工法に適用され、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価する評価装置であって、前記掘削土を粒子の集まりとして表現するとともに、この粒子の動きを計算によって解析する粒子法の解析対象とする一方、前記掘削土を攪拌する前記チャンバー内の形状を多面体で近似して、この多面体をなす面を、前記粒子が通過しないように斥力が生じる仮想的な反発力を分布させた壁による剛体とするとともに、前記攪拌翼および前記アジテータを移動可能な移動壁で表現した解析モデルを作成し、作成した前記解析モデルにおける前記掘削土の流動解析を行う流動解析手段と、前記掘削土の塑性流動性をパラメータとして前記流動解析手段による流動解析を行い、前記解析モデルにおける前記アジテータに発生するトルクの解析値を算定するトルク解析値算定手段と、施工時に得られた前記アジテータに発生するトルクの測定値と、前記トルク解析値算定手段により算定したトルクの解析値を照らし合わせて、トルクの測定値に対応した前記解析モデルにおける前記掘削土の塑性流動性を、施工時における前記掘削土の塑性流動性として評価する評価手段とを備えるので、アジテータのトルクを測定することで、特殊な装置を用いることなく掘削土の塑性流動性を安定して直接推定することができる。   Further, according to the plastic fluidity evaluation apparatus for excavated soil in the chamber in the earth pressure type shield method according to the present invention, the agitator that is installed on the cutter spoke side and the agitator that is rotationally driven independently of the cutter spoke, the chamber The chamber is applied to an earth pressure type shield method in which the excavated soil is agitated to impart plastic fluidity to the excavated soil, and the earth pressure of the excavated soil is applied to the face to stabilize the face and to excavate. An evaluation apparatus for evaluating the plastic fluidity of the excavated soil in the interior, wherein the excavated soil is expressed as a collection of particles, and the particle method for analyzing the movement of the particles by calculation, The shape in the chamber where the soil is stirred is approximated by a polyhedron, and repulsive force is generated so that the particles do not pass through the surface forming the polyhedron. An analysis model expressing the stirrer blade and the agitator as a movable wall is created, and a flow analysis of the excavated soil in the created analysis model is made. A flow analysis means for performing the flow analysis by the flow analysis means using the plastic fluidity of the excavated soil as a parameter, and a torque analysis value calculation means for calculating an analysis value of torque generated in the agitator in the analysis model; The measured value of the torque generated in the agitator obtained at the time of construction and the analytical value of the torque calculated by the torque analysis value calculation means are collated, and the plasticity of the excavated soil in the analysis model corresponding to the measured value of torque And an evaluation means for evaluating the fluidity as the plastic fluidity of the excavated soil at the time of construction. By measuring the torque can be estimated stably directly plastic flow of no excavated soil using a special apparatus.

また、本発明に係る他の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価装置によれば、前記評価手段は、スランプ値、スランプフロー値の少なくとも一方を前記掘削土の塑性流動性として評価するので、チャンバー内における掘削土の塑性流動状態をスランプ値、スランプフロー値といった指標で管理することができる。   Further, according to the plastic fluidity evaluation apparatus for excavated soil in the chamber in another earth pressure type shield construction method according to the present invention, the evaluation means uses at least one of a slump value and a slump flow value as the plastic fluidity of the excavated soil. Since the evaluation is performed, the plastic flow state of the excavated soil in the chamber can be managed by an index such as a slump value and a slump flow value.

また、本発明に係る土圧式シールド掘削機によれば、カッタースポーク側に設置された攪拌翼および前記カッタースポークとは独立して回転駆動するアジテータにより、チャンバー内の掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド掘削機であって、上述した土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価装置を備えるので、掘削土の塑性流動性を安定して直接推定可能な土圧式シールド掘削機を提供することができる。   In addition, according to the earth pressure type shield excavator according to the present invention, the excavated soil in the chamber is agitated by the agitator that is rotationally driven independently of the agitating blade installed on the cutter spoke side and the cutter spoke. An earth pressure type shield excavator which excavates while stabilizing the face by imparting plastic fluidity to the soil and applying the earth pressure of the excavated earth to the face, and excavating soil in the chamber in the earth pressure type shield method described above Therefore, it is possible to provide an earth pressure type shield excavator capable of directly and directly estimating the plastic fluidity of excavated soil.

以上のように、本発明に係る土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法、評価装置および土圧式シールド掘削機は、カッタースポーク側に設置された攪拌翼により、チャンバー内の掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド工法に有用であり、特に、掘削土の塑性流動性を安定して直接推定するのに適している。   As described above, the plastic fluidity evaluation method, the evaluation apparatus, and the earth pressure shield excavator for excavating soil in the chamber in the earth pressure type shield method according to the present invention are excavated in the chamber by the stirring blade installed on the cutter spoke side. It is useful for earth pressure type shield construction method that stirs the soil to give plastic fluidity to the excavated soil and stabilizes the face by applying the earth pressure of the excavated soil to the face. It is suitable for direct and stable estimation of plastic fluidity.

１０ シールドマシン
１２ カッターフェイス
１４ 隔壁
１６ チャンバー
１８ 掘削土
２０ カッタースポーク
２２ 攪拌翼
２４ 回転軸
２６ アジテータ
２８ 駆動モータ
３０ トルク測定装置
４０ 塑性流動性評価装置
４２ 解析モデル作成手段
４４ 流動解析手段
４６ トルク解析値算定手段
４８ 評価手段
５０ 可視化手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Shield machine 12 Cutter face 14 Bulkhead 16 Chamber 18 Excavated soil 20 Cutter spoke 22 Stirring blade 24 Rotating shaft 26 Agitator 28 Drive motor 30 Torque measuring device 40 Plastic fluidity evaluation device 42 Analytical model creation means 44 Flow analysis means 46 Torque analysis value Calculation means 48 Evaluation means 50 Visualization means

Claims (5)

カッタースポーク側に設置された攪拌翼および前記カッタースポークとは独立して回転駆動するアジテータにより、チャンバー内の掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド工法に適用され、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価する評価方法であって、
前記掘削土を粒子の集まりとして表現するとともに、この粒子の動きを計算によって解析する粒子法の解析対象とする一方、前記掘削土を攪拌する前記チャンバー内の形状を多面体で近似して、この多面体をなす面を、前記粒子が通過しないように斥力が生じる仮想的な反発力を分布させた壁による剛体とするとともに、前記攪拌翼および前記アジテータを移動可能な移動壁で表現した解析モデルを作成し、作成した前記解析モデルにおける前記掘削土の流動解析を行う流動解析工程と、
前記掘削土の塑性流動性をパラメータとして前記流動解析工程による流動解析を行い、前記解析モデルにおける前記アジテータに発生するトルクの解析値を算定するトルク解析値算定工程と、
施工時に得られた前記アジテータに発生するトルクの測定値と、前記トルク解析値算定工程により算定したトルクの解析値を照らし合わせて、トルクの測定値に対応した前記解析モデルにおける前記掘削土の塑性流動性を、施工時における前記掘削土の塑性流動性として評価する評価工程と
を備えることを特徴とする土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法。 The excavated soil in the chamber is agitated by the agitator installed on the cutter spoke side and the agitator that is rotationally driven independently of the cutter spoke to give plastic fluidity to the excavated soil. Applied to the earth pressure shield method of excavating while stabilizing the face by acting on the face, an evaluation method for evaluating the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber,
While expressing the excavated soil as a collection of particles and analyzing the movement of the particles by calculation, the polyhedron approximates the shape of the chamber in which the excavated soil is stirred by a polyhedron. Create an analysis model that expresses the stirrer blades and the agitator as movable walls, with the surface forming a rigid body made of walls that distribute the virtual repulsive force that generates repulsive force so that the particles do not pass through And a flow analysis step for performing flow analysis of the excavated soil in the created analysis model,
A torque analysis value calculation step of performing a flow analysis by the flow analysis step using the plastic fluidity of the excavated soil as a parameter, and calculating an analysis value of torque generated in the agitator in the analysis model;
The measured value of the torque generated in the agitator obtained at the time of construction and the analyzed value of the torque calculated in the torque analysis value calculation process are compared, and the plasticity of the excavated soil in the analysis model corresponding to the measured value of torque An evaluation step of evaluating fluidity as plastic fluidity of the excavated soil at the time of construction. A method for evaluating plastic fluidity of excavated soil in a chamber in an earth pressure shield method. 前記評価工程は、スランプ値、スランプフロー値の少なくとも一方を前記掘削土の塑性流動性として評価することを特徴とする請求項１に記載の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価方法。   2. The evaluation of plastic fluidity of excavated soil in a chamber according to claim 1, wherein the evaluation step evaluates at least one of a slump value and a slump flow value as plastic fluidity of the excavated soil. Method. カッタースポーク側に設置された攪拌翼および前記カッタースポークとは独立して回転駆動するアジテータにより、チャンバー内の掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド工法に適用され、前記チャンバー内における前記掘削土の塑性流動性を評価する評価装置であって、
前記掘削土を粒子の集まりとして表現するとともに、この粒子の動きを計算によって解析する粒子法の解析対象とする一方、前記掘削土を攪拌する前記チャンバー内の形状を多面体で近似して、この多面体をなす面を、前記粒子が通過しないように斥力が生じる仮想的な反発力を分布させた壁による剛体とするとともに、前記攪拌翼および前記アジテータを移動可能な移動壁で表現した解析モデルを作成し、作成した前記解析モデルにおける前記掘削土の流動解析を行う流動解析手段と、
前記掘削土の塑性流動性をパラメータとして前記流動解析手段による流動解析を行い、前記解析モデルにおける前記アジテータに発生するトルクの解析値を算定するトルク解析値算定手段と、
施工時に得られた前記アジテータに発生するトルクの測定値と、前記トルク解析値算定手段により算定したトルクの解析値を照らし合わせて、トルクの測定値に対応した前記解析モデルにおける前記掘削土の塑性流動性を、施工時における前記掘削土の塑性流動性として評価する評価手段と
を備えることを特徴とする土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価装置。 The excavated soil in the chamber is agitated by the agitator installed on the cutter spoke side and the agitator that is rotationally driven independently of the cutter spoke to give plastic fluidity to the excavated soil. It is applied to the earth pressure type shield construction method for excavating while stabilizing the face by acting on the face, and an evaluation device for evaluating the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber,
While expressing the excavated soil as a collection of particles and analyzing the movement of the particles by calculation, the polyhedron approximates the shape of the chamber in which the excavated soil is stirred by a polyhedron. Create an analysis model that expresses the stirrer blades and the agitator as movable walls, with the surface forming a rigid body made of walls that distribute the virtual repulsive force that generates repulsive force so that the particles do not pass through And a flow analysis means for performing a flow analysis of the excavated soil in the generated analysis model,
Torque analysis value calculation means for performing flow analysis by the flow analysis means using the plastic fluidity of the excavated soil as a parameter, and calculating an analysis value of torque generated in the agitator in the analysis model;
The measured value of the torque generated in the agitator obtained at the time of construction and the analytical value of the torque calculated by the torque analysis value calculation means are collated, and the plasticity of the excavated soil in the analysis model corresponding to the measured value of torque An evaluation means for evaluating fluidity as plastic fluidity of the excavated soil at the time of construction. An apparatus for evaluating plastic fluidity of excavated soil in a chamber in an earth pressure shield method. 前記評価手段は、スランプ値、スランプフロー値の少なくとも一方を前記掘削土の塑性流動性として評価することを特徴とする請求項３に記載の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価装置。   The said evaluation means evaluates at least one of a slump value and a slump flow value as the plastic fluidity of the excavated soil, The plastic fluidity evaluation of the excavated soil in the chamber in the earth pressure type shield method according to claim 3 apparatus. カッタースポーク側に設置された攪拌翼および前記カッタースポークとは独立して回転駆動するアジテータにより、チャンバー内の掘削土を攪拌してこの掘削土に塑性流動性を付与し、この掘削土の土圧を切羽に作用させることによって切羽を安定化しつつ掘進を行う土圧式シールド掘削機であって、
請求項３または４に記載の土圧式シールド工法におけるチャンバー内掘削土の塑性流動性評価装置を備えることを特徴とする土圧式シールド掘削機。 The excavated soil in the chamber is agitated by the agitator installed on the cutter spoke side and the agitator that is rotationally driven independently of the cutter spoke to give plastic fluidity to the excavated soil. An earth pressure shield excavator that excavates while stabilizing the face by acting on the face,
5. An earth pressure shield excavator comprising the apparatus for evaluating plastic fluidity of excavated soil in a chamber in the earth pressure shield method according to claim 3 or 4.
JP2016113636A 2016-06-07 2016-06-07 Method and apparatus for evaluating plastic fluidity of excavated soil in chamber in earth pressure shield method, and earth pressure shield excavator Active JP6664704B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016113636A JP6664704B2 (en) 2016-06-07 2016-06-07 Method and apparatus for evaluating plastic fluidity of excavated soil in chamber in earth pressure shield method, and earth pressure shield excavator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016113636A JP6664704B2 (en) 2016-06-07 2016-06-07 Method and apparatus for evaluating plastic fluidity of excavated soil in chamber in earth pressure shield method, and earth pressure shield excavator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017218781A true JP2017218781A (en) 2017-12-14
JP6664704B2 JP6664704B2 (en) 2020-03-13

Family

ID=60657510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016113636A Active JP6664704B2 (en) 2016-06-07 2016-06-07 Method and apparatus for evaluating plastic fluidity of excavated soil in chamber in earth pressure shield method, and earth pressure shield excavator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6664704B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112100709A (en) * 2020-08-04 2020-12-18 中南大学 Method for determining muck foam improvement parameters based on shield reasonable tunneling parameter analysis
CN114320322A (en) * 2021-12-23 2022-04-12 中交第二航务工程局有限公司 Weathered granite stratum earth pressure balance shield muck improvement method
KR20230079883A (en) * 2021-11-29 2023-06-07 현대건설(주) System for guiding Foam Injection and Thrust of Earth Pressure Balance TBM

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6221994A (en) * 1985-07-22 1987-01-30 日立建機株式会社 Determination system of property of sediment of shielding excavator
JPS62211495A (en) * 1986-03-10 1987-09-17 株式会社小松製作所 Excavation control method of shield excavator
JP2003097181A (en) * 2001-09-21 2003-04-03 Daiho Constr Co Ltd Plastic fluidization measuring method of mud and shield machine having plastic fluidization measuring device
JP2005090174A (en) * 2003-09-19 2005-04-07 Ohbayashi Corp Measuring device of earth/sand flow in chamber
JP2007191878A (en) * 2006-01-17 2007-08-02 Ohbayashi Corp Jacking management method for earth pressure type shield method
JP2008169692A (en) * 2008-03-31 2008-07-24 Ohbayashi Corp Measuring device for sediment flow in chamber
JP2008202321A (en) * 2007-02-21 2008-09-04 Kajima Corp Shield machine and method of controlling closure of interior of chamber
JP2013170833A (en) * 2012-02-17 2013-09-02 Shimizu Corp Concrete evaluation method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6221994A (en) * 1985-07-22 1987-01-30 日立建機株式会社 Determination system of property of sediment of shielding excavator
JPS62211495A (en) * 1986-03-10 1987-09-17 株式会社小松製作所 Excavation control method of shield excavator
JP2003097181A (en) * 2001-09-21 2003-04-03 Daiho Constr Co Ltd Plastic fluidization measuring method of mud and shield machine having plastic fluidization measuring device
JP2005090174A (en) * 2003-09-19 2005-04-07 Ohbayashi Corp Measuring device of earth/sand flow in chamber
JP2007191878A (en) * 2006-01-17 2007-08-02 Ohbayashi Corp Jacking management method for earth pressure type shield method
JP2008202321A (en) * 2007-02-21 2008-09-04 Kajima Corp Shield machine and method of controlling closure of interior of chamber
JP2008169692A (en) * 2008-03-31 2008-07-24 Ohbayashi Corp Measuring device for sediment flow in chamber
JP2013170833A (en) * 2012-02-17 2013-09-02 Shimizu Corp Concrete evaluation method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112100709A (en) * 2020-08-04 2020-12-18 中南大学 Method for determining muck foam improvement parameters based on shield reasonable tunneling parameter analysis
CN112100709B (en) * 2020-08-04 2022-05-10 中南大学 Method for determining muck foam improvement parameters based on shield reasonable tunneling parameter analysis
KR20230079883A (en) * 2021-11-29 2023-06-07 현대건설(주) System for guiding Foam Injection and Thrust of Earth Pressure Balance TBM
KR102571304B1 (en) * 2021-11-29 2023-08-29 현대건설(주) System for guiding Foam Injection and Thrust of Earth Pressure Balance TBM
CN114320322A (en) * 2021-12-23 2022-04-12 中交第二航务工程局有限公司 Weathered granite stratum earth pressure balance shield muck improvement method
CN114320322B (en) * 2021-12-23 2023-07-21 中交第二航务工程局有限公司 Method for improving earth pressure balance shield residue soil of weathered granite stratum

Also Published As

Publication number Publication date
JP6664704B2 (en) 2020-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6905364B2 (en) Plastic fluidity evaluation method, evaluation device and soil pressure type shield excavator of excavated soil in the chamber in the earth pressure type shield method
JP6416496B2 (en) Method for measuring and evaluating the properties of excavated soil in the chamber used for earth pressure shield method, shield excavator and earth and sand plastic fluidity test equipment
US20200165917A1 (en) Apparatus And Methods To Manage Wellbore Fluid Properties
JP6664704B2 (en) Method and apparatus for evaluating plastic fluidity of excavated soil in chamber in earth pressure shield method, and earth pressure shield excavator
JP4770472B2 (en) Promotion management method of earth pressure type shield method
Kong et al. Modelling large plastic deformations of cohesive soils using sequential limit analysis
Shiau et al. Relating volume loss and greenfield settlement
Talebi et al. Modeling of soil movement in the screw conveyor of the earth pressure balance machines (EPBM) using computational fluid dynamics
Hu et al. Evaluating rheology of conditioned soil using commercially available surfactants (foam) for simulation of material flow through EPB machine
JP2016130406A (en) Shear force meter, measurement and evaluation method using the same for excavated soil property in chamber used with earth pressure shield tunneling, shield machine, and plastic fluidity testing device for earth and sand
Awuah-Offei et al. Efficient cable shovel excavation in surface mines
Fu et al. Experimental study of an orientation and resin-lifting device for improving the performance of resin-anchored roof bolts
JP2018071182A (en) Construction management method of soil pressure type shield construction method, construction management device and soil pressure type shield drilling machine
Lai et al. A generalised analytical framework for active earth pressure on retaining walls with narrow soil
JP6524522B2 (en) Method of evaluating plasticity of excavated soil in chamber in earth pressure type shield method, evaluation device and earth pressure type shield drilling machine
JP5967426B2 (en) Plastic fluidity evaluation method for excavated soil in chamber and earth pressure shield excavator in earth pressure shield method
Zhu et al. Tool-straw-paddy soil coupling model of mechanical rotary-tillage process based on DEM-FEM
Inazumi et al. Performance of mechanical agitation type of ground-improvement by CAE system using 3-D DEM
JP4770471B2 (en) Shield machine design method
Izadi et al. Squeeze cementing of micro-annuli: a visco-plastic invasion flow
Karmakar Numerical modeling of soil flow and pressure distribution on a simple tillage tool using computational fluid dynamics
CN105893647A (en) Foam asphalt mixture stirring device structure design and optimization analysis method
US9129083B2 (en) Automatic computation of reflected mass and reflected inertia
JP6638894B2 (en) Evaluation method of plastic fluidity of excavated soil in chamber in earth pressure shield method and earth pressure shield excavator
JP6524523B2 (en) Method of evaluating plasticity of excavated soil in chamber in earth pressure type shield method, evaluation device and earth pressure type shield drilling machine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190425

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200115

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200128

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200205

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6664704

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150