JP6638894B2 - Evaluation method of plastic fluidity of excavated soil in chamber in earth pressure shield method and earth pressure shield excavator - Google Patents
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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 method for evaluating the plastic flowability of excavated soil in a chamber in an earth pressure shield construction method and an earth pressure shield excavator.
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。 BACKGROUND ART Conventionally, an earth pressure type shield construction method applied to shield tunnel construction is known. This method uses an earth-pressure shield excavator equipped with a chamber for taking in excavated soil behind the cutter device. The excavated soil taken in the chamber is exposed to chemicals such as hydrobentonite and polymer materials or bubbles. Is added to the excavated soil and agitated by an agitating blade, whereby the excavated soil has a predetermined plastic fluidity, and the earth pressure is applied to the face to excavate while maintaining the face stably.
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 that the earth pressure from the excavated soil acts uniformly and stably on the entire face of the face, so that the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber is appropriately set and stabilized. Need to be maintained. For that purpose, it is necessary to sequentially confirm whether or not the excavated soil is uniformly plastically fluidized in the entire chamber during excavation. In particular, in recent years, with the enlargement of the earth pressure shield method, the need to evaluate the plastic fluidity of excavated soil in a chamber is increasing. As a conventional method for evaluating the plastic fluidity of excavated soil, for example, those disclosed in
特許文献1、2に示される方法は、回転式のトルク計測器をチャンバー内に設置し、回転トルクを測定することにより、設置箇所での掘削土の塑性流動性を直接的に評価するものである。この方法は、トルク計測器がチャンバー内に露出しているため、トルク計測器の故障が発生しやすいという問題がある。
The methods disclosed in
特許文献3に示される方法は、チャンバー内における掘削土の土圧の変動を評価することで間接的に掘削土の塑性流動性を評価するものである。しかしながら、この方法は、掘削土のせん断抵抗(塑性流動性)を直接的に評価するものではない。
The method disclosed in
ところで、図5に示すような一般的な土圧式シールド掘削機のシールドマシン1には、チャンバー2内の掘削土3の攪拌効果を高めるために、カッタースポーク4側に攪拌翼5を、チャンバー2を隔てた隔壁(バルクヘッド)6側に固定翼7を設置している。固定翼7は通常、円柱形の鋼材で構成されており、隔壁6側の複数箇所に取り付けられている。
Meanwhile, a
チャンバー2内に塑性流動性を評価するための装置を取り付けようとする場合、カッタースポーク4側には既に様々な装置が取り付けられているため、新たな装置を取り付けることは難しい。しかしながら、固定翼7の部分は内部が空洞の単なる円柱形の鋼材であり、何らかの装置を取り付ける余裕がある場所でもあるし、シールドマシン1内部(坑内)からも手を加えることができるため、装置が故障した場合でも対応が可能な場所でもある。
When an apparatus for evaluating plastic fluidity is to be installed in the
そこで、本発明者はこの固定翼部分に着目して、チャンバー内掘削土の塑性流動性を直接的、かつ連続的に精度良く評価することができる技術を発明するに至った。 Therefore, the present inventor has paid attention to the fixed wing portion, and has invented a technique capable of directly and continuously accurately evaluating the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、チャンバー内掘削土の塑性流動性を直接的、かつ連続的に精度良く評価することが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 it is possible to directly and continuously accurately evaluate the plastic fluidity of excavated soil in a chamber. It is an object of the present invention to provide a method for evaluating the performance and 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と、チャンバーを隔てた隔壁側に設置された円筒状の固定翼とにより、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、前記固定翼の内部に円柱状の回転体を同軸に設け、前記回転体に所定の回転数を与えながらトルクを計測し、回転数に基づいて前記掘削土に与えられるせん断速度を求めるとともに、計測したトルクに基づいて前記掘削土に作用しているせん断応力を求め、求めたせん断速度とせん断応力の関係に基づいて、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ことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a method for evaluating the plastic fluidity of excavated soil in a chamber in the earth pressure shield method according to the present invention includes a stirring blade installed on a cutter spoke side and a chamber. With the cylindrical fixed wings installed on the partition wall side, the excavated soil in the chamber is agitated to impart plastic fluidity to the excavated soil, and the earth pressure of the excavated soil acts on the face to stabilize the face. Applied to the earth pressure shield construction method to excavate while becoming, is an evaluation method for evaluating the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber, provided coaxially a cylindrical rotating body inside the fixed wing, The torque is measured while giving a predetermined number of rotations to the rotating body, a shear rate applied to the excavated soil is obtained based on the number of rotations, and a work is performed on the excavated soil based on the measured torque. To the shear stress determined that, based on the relationship shear rate and shear stress was determined, and evaluating the plastic flow properties of the excavated soil in the chamber.
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、前記掘削土を粘性流体と仮定し、粘性流体としての降伏値と塑性粘度によって前記掘削土の塑性流動性を評価することを特徴とする。 Further, the plastic fluidity evaluation method of the excavated soil in the chamber in another earth pressure shield method according to the present invention, in the above-described invention, assuming that the excavated soil is a viscous fluid, by a yield value and a plastic viscosity as a viscous fluid. The plastic fluidity of the excavated soil is evaluated.
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、前記回転体の外周面に摩擦力を向上させるための摩擦力向上部を設けたことを特徴とする。 In addition, in another earth pressure type shield method according to the present invention, the method for evaluating the plastic fluidity of excavated soil in a chamber in the earth pressure type shield method according to the above-described invention, further comprising: It is characterized by having.
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、前記回転体を軸方向に移動可能に構成したことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for evaluating the plastic fluidity of excavated soil in a chamber in another earth pressure shield method, wherein the rotating body is configured to be movable in an axial direction in the above-described invention.
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、前記回転体によるトルクの非計測時には前記固定翼の内部に収納した状態とし、前記回転体によるトルクの計測時には前記回転体を軸方向に移動して前記固定翼の外部に押し出した状態とすることを特徴とする。 Further, the plastic fluidity evaluation method of the excavated soil in the chamber in another earth pressure type shield method according to the present invention, in the above-described invention, when the torque is not measured by the rotating body is stored in the fixed wing, When the torque is measured by the rotating body, the rotating body is moved in the axial direction and is pushed out of the fixed wing.
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、前記固定翼を隔壁側の複数箇所に設けたことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for evaluating plasticity and fluidity of excavated soil in a chamber in an earth pressure shield method according to the present invention, wherein the fixed wing is provided at a plurality of locations on the partition wall side in the above-described invention.
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、前記カッターを回転しながら前記掘削土の塑性流動性を評価するとともに、評価した塑性流動性を示す情報を表示部に可視化表示することを特徴とする。 In addition, in the above-described invention, the plastic fluidity of the excavated soil is evaluated while rotating the cutter in the above-described invention. Information indicating plastic fluidity is visualized and displayed on a display unit.
また、本発明に係る土圧式シールド掘削機は、上述した発明において、カッタースポーク側に設置された攪拌翼と、チャンバーを隔てた隔壁側に設置された円筒状の固定翼とにより、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、前記固定翼の内部に円柱状の回転体を同軸に設け、前記回転体に所定の回転数を与えながらトルクを計測し、回転数に基づいて前記掘削土に与えられるせん断速度を求めるとともに、計測したトルクに基づいて前記掘削土に作用しているせん断応力を求め、求めたせん断速度とせん断応力の関係に基づいて、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し、評価した塑性流動性を可視化表示する管理手段を備えることを特徴とする。 Further, the earth pressure shield excavator according to the present invention, in the above-described invention, the stirring blade installed on the cutter spoke side, the cylindrical fixed blade installed on the partition wall side separating the chamber, the inside of the chamber. An earth-pressure shield excavator that agitates excavated soil to impart plastic fluidity to the excavated soil, applies excavated soil pressure to the face to stabilize the face, and excavates while excavating. A cylindrical rotating body is provided coaxially inside, and a torque is measured while giving a predetermined number of rotations to the rotating body, and a shear rate given to the excavated soil is determined based on the number of rotations. Determine the shear stress acting on the excavated soil based on, based on the relationship between the determined shear rate and shear stress, evaluate the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber, evaluation Characterized in that it comprises a management means for displaying visible plastic flowability.
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と、チャンバーを隔てた隔壁側に設置された円筒状の固定翼とにより、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、前記固定翼の内部に円柱状の回転体を同軸に設け、前記回転体に所定の回転数を与えながらトルクを計測し、回転数に基づいて前記掘削土に与えられるせん断速度を求めるとともに、計測したトルクに基づいて前記掘削土に作用しているせん断応力を求め、求めたせん断速度とせん断応力の関係に基づいて、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ので、固定翼の内部の回転体によってチャンバー内の掘削土の塑性流動性(粘度、降伏値)を直接的、かつ連続的に精度良く評価することができるという効果を奏する。 According to the plastic fluidity evaluation method of the excavated soil in the chamber in the earth pressure shield method according to the present invention, a stirring blade installed on the cutter spoke side, a cylindrical fixed blade installed on the partition wall side separated the chamber Thereby, the excavated soil in the chamber 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 by applying the earth pressure type shield method for excavation while stabilizing the face. An evaluation method for evaluating the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber, wherein a cylindrical rotating body is provided coaxially inside the fixed wing, and a torque is given while giving a predetermined number of rotations to the rotating body. Measure and determine the shear rate applied to the excavated soil based on the number of rotations, and determine the shear stress acting on the excavated soil based on the measured torque to determine the shear stress. Since the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber is evaluated based on the relationship between the speed and the shear stress, the plastic fluidity (viscosity, yield value) of the excavated soil in the chamber is evaluated by the rotating body inside the fixed wing. There is an effect that direct and continuous evaluation can be performed with high accuracy.
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、前記掘削土を粘性流体と仮定し、粘性流体としての降伏値と塑性粘度によって前記掘削土の塑性流動性を評価するので、従来の粘性評価試験の方法に則ったものであることから、評価結果の信頼度は高い。このため、チャンバー内の掘削土の塑性流動性を精度良く評価することができるという効果を奏する。 According to another method for evaluating plastic fluidity of excavated soil in a chamber in another earth pressure shield method according to the present invention, the excavated soil is assumed to be a viscous fluid, and the excavated soil is determined by a yield value and a plastic viscosity as a viscous fluid. Since the plastic fluidity is evaluated, it is based on the conventional viscosity evaluation test method, and thus the reliability of the evaluation result is high. For this reason, there is an effect that the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber can be accurately evaluated.
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、前記回転体の外周面に摩擦力を向上させるための摩擦力向上部を設けたので、回転体の外周面と掘削土との境界面でのすべりが抑制され、より正確なトルク計測が可能となる。このため、チャンバー内の掘削土の塑性流動性を精度良く評価することができるという効果を奏する。 According to the plastic fluidity evaluation method of the excavated soil in the chamber in another earth pressure shield method according to the present invention, since the frictional force improving portion for improving the frictional force is provided on the outer peripheral surface of the rotating body, Slip at the boundary surface between the outer peripheral surface of the rotating body and the excavated soil is suppressed, and more accurate torque measurement becomes possible. For this reason, there is an effect that the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber can be accurately evaluated.
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、前記回転体を軸方向に移動可能に構成したので、前記回転体を軸方向に移動させることで固定翼の内部の掘削土を外部と入れ替えることができるという効果を奏する。 Further, according to the method for evaluating the plastic flowability of excavated soil in a chamber in another earth pressure type shield method according to the present invention, the rotating body is configured to be movable in the axial direction, so that the rotating body is moved in the axial direction. This has the effect that the excavated soil inside the fixed wing can be replaced with the outside.
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、前記回転体によるトルクの非計測時には前記固定翼の内部に収納した状態とし、前記回転体によるトルクの計測時には前記回転体を軸方向に移動して前記固定翼の外部に押し出した状態とするので、トルク計測装置としての回転体を非計測時に保護することができるという効果を奏する。 Further, according to the method for evaluating the plastic fluidity of excavated soil in a chamber in another earth pressure type shield method according to the present invention, when the torque is not measured by the rotating body, the rotating body is housed inside the fixed wing, When the torque is measured, the rotating body is moved in the axial direction and pushed out of the fixed wing, so that the rotating body as the torque measuring device can be protected when not measuring.
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、前記固定翼を隔壁側の複数箇所に設けたので、チャンバー内全体の広範囲にわたって掘削土の塑性流動性を評価することができるという効果を奏する。 According to the method for evaluating the plastic fluidity of excavated soil in a chamber in another earth pressure shield method according to the present invention, since the fixed wings are provided at a plurality of locations on the partition wall side, excavated soil over a wide area in the entire chamber. This has the effect that the plastic fluidity can be evaluated.
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、前記カッターを回転しながら前記掘削土の塑性流動性を評価するとともに、評価した塑性流動性を示す情報を表示部に可視化表示するので、表示部を見ることでチャンバー内全体の塑性流動性をリアルタイムで精度良く連続的に把握でき、塑性流動性の管理を高精度に行うことが可能になるという効果を奏する。 According to another method for evaluating the plastic fluidity of excavated soil in a chamber in another earth pressure type shield method according to the present invention, the plastic fluidity of the excavated soil is evaluated while rotating the cutter, and the evaluated plastic fluidity is evaluated. Is displayed on the display so that the plastic flow of the whole chamber can be accurately and continuously grasped in real time with high accuracy by looking at the display, and the plastic flow can be managed with high accuracy. It has the effect of becoming.
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と、チャンバーを隔てた隔壁側に設置された円筒状の固定翼とにより、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、前記固定翼の内部に円柱状の回転体を同軸に設け、前記回転体に所定の回転数を与えながらトルクを計測し、回転数に基づいて前記掘削土に与えられるせん断速度を求めるとともに、計測したトルクに基づいて前記掘削土に作用しているせん断応力を求め、求めたせん断速度とせん断応力の関係に基づいて、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し、評価した塑性流動性を可視化表示する管理手段を備えるので、固定翼の内部の回転体によってチャンバー内の掘削土の塑性流動性(粘度、降伏値)を直接的、かつ連続的に精度良く評価することができるという効果を奏する。 Further, according to the earth pressure type shield excavator according to the present invention, the excavated soil in the chamber is stirred by the stirring blade installed on the cutter spoke side and the cylindrical fixed blade installed on the partition wall separating the chamber. An earth-pressure shield excavator that stirs and excavates while imparting plastic fluidity to the excavated soil by stirring and exerting the earth pressure of the excavated soil on the face. A cylindrical rotating body is provided coaxially, a torque is measured while giving a predetermined number of rotations to the rotating body, and a shear rate given to the excavated soil is determined based on the number of rotations, and the shearing rate is determined based on the measured torque. Determine the shear stress acting on the excavated soil, based on the relationship between the determined shear rate and the shear stress, evaluate the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber, and evaluate the evaluated plastic fluidity. Since the control means for visualizing and displaying is provided, it is possible to directly and continuously accurately evaluate the plastic fluidity (viscosity and yield value) of the excavated soil in the chamber by the rotating body inside the fixed wing. To play.
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。 Hereinafter, an embodiment of a method for evaluating the plastic flowability of excavated soil in a chamber and an earth pressure shield excavator in an earth pressure shield method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the embodiment.
[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 the plastic fluidity of excavated soil in a chamber in the earth pressure shield method according to the present invention will be described.
(実施の形態1)
まず、実施の形態1について説明する。
本実施の形態1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と、チャンバーを隔てた隔壁(バルクヘッド)側に設置された円筒状の固定翼とにより、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、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。
(Embodiment 1)
First,
The method for evaluating the plastic fluidity of excavated soil in a chamber in the earth pressure shield method according to the first embodiment includes a stirring blade installed on a cutter spoke side and a cylinder installed on a bulkhead (bulkhead) side separating the chamber. With the fixed wings, the excavated soil in the chamber 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 excavate while excavating. This evaluation method is applied to the shield method and evaluates the plastic fluidity of excavated soil in a chamber.
図1は、土圧式シールド掘削機のチャンバー後方の隔壁に設置した固定翼の要部拡大図であり、(1)は正面断面図、(2)は側面断面図である。この図に示すように、一般的なチャンバー10後方の隔壁12には、周知のとおりチャンバー10内に向けて突出する固定翼14が装備されている。そこで、本実施の形態では、この固定翼14の内部に一回り小さい円柱状の回転体16を同軸に設ける。
1 is an enlarged view of a main part of a fixed wing installed on a partition wall behind a chamber of an earth pressure shield excavator, (1) is a front sectional view, and (2) is a side sectional view. As shown in this figure, a
固定翼14は、端面が開口し、外壁をなす円筒部14aからなる。回転体16はその回転軸心Zが円筒部14aの軸心と同軸であり、隔壁12側の端面において回転軸部18の一端部18aと同軸に連結している。回転軸部18は、隔壁12を貫通して配置されており、その他端部18bは隔壁12の外部で図示しない回転駆動装置に接続されている。この回転駆動装置は回転体16を可逆回転させ、さらにはその回転数(回転速度)を調整可能なモータ装置を備えている。したがって、回転体16は回転駆動装置からの制御を受けて回転軸部18を介して回転可能となっている。回転体16の外周面には、摩擦力を向上させるための摩擦力向上部として直径方向に板状に延びる高さの低い翼部材20が円周方向等間隔に4箇所設けられている。
The fixed
本実施の形態においては、回転体16に所定の回転数(角速度ω)を与えながら回転体16を固定翼14内部で回転させ、そのときのトルクTを計測し、回転数ωに基づいて掘削土に与えられるせん断速度を求める。一方、計測したトルクTに基づいて掘削土に作用しているせん断応力を求める。求めたせん断速度とせん断応力の関係に基づいて、チャンバー10内における掘削土の塑性流動性を評価する。このようにすることで、固定翼14の内部の回転体16によってチャンバー10内の掘削土の塑性流動性(粘度、降伏値)を直接的、かつ連続的に精度良く評価することができる。なお、これは流体の粘性を測定する際の、共軸二重円筒タイプの測定方法(例えば、下記の参考文献1を参照)と同じ形式である。
[参考文献1] 「プライミクス株式会社ホームページ 文系でもわかるレオロジー」、[online]、[平成27年2月4日検索]、インターネット<URL:http://www.primix.jp/mixer_lecture/vol2/05.html>
In the present embodiment, the rotating
[Reference 1] "Primix Co., Ltd. Homepage Rheology Understandable in Literature", [online], [Search on February 4, 2015], Internet <URL: http://www.primix.jp/mixer_lecture/vol2/05 .html>
次に、本実施の形態による塑性流動性(粘度、降伏値)の計算方法について説明する。ここで、回転軸心Zから測定した円筒部14aの内空半径をRo、回転体16の円柱半径をRi、回転体16の円柱の高さ(軸方向長さ)をh、円周率をπとする。
Next, a method of calculating plastic fluidity (viscosity, yield value) according to the present embodiment will be described. Here, the inner radius of the
掘削土に与えられるせん断速度は、以下の式(1)により計算することができる。 The shear rate given to the excavated soil can be calculated by the following equation (1).
掘削土に作用しているせん断応力は、以下の式(2)により計算することができる。 The shear stress acting on the excavated soil can be calculated by the following equation (2).
回転数(角速度ω)を変えることによりせん断速度γ(ガンマ・ドット)が変化し、それに伴って変化するトルクTからせん断応力τが計算される。そこで、図2に示すように、せん断速度γとせん断応力τの測定値を複数プロットし、これらのプロットを直線近似した関係を求める。 By changing the rotation speed (angular speed ω), the shear speed γ (gamma dot) changes, and the shear stress τ is calculated from the torque T changing accordingly. Therefore, as shown in FIG. 2, a plurality of measured values of the shear rate γ and the shear stress τ are plotted, and a relationship obtained by linearly approximating these plots is obtained.
チャンバー10内の掘削土を粘性流体と仮定すると、粘性流体としての特性値(降伏値τy、塑性粘度μ)は、図2に示すようなせん断速度とせん断応力の関係から求めることができる。図の近似直線の切片が降伏値τyに、傾きが塑性粘度μに相当する。本実施の形態では、こうして求めた降伏値および塑性粘度を、チャンバー10内の掘削土の塑性流動性を表す評価値として取り扱う。
Assuming that the excavated soil in the
そして、カッターを回転しながら、またはカッター停止中に、掘削土の塑性流動性(降伏値と塑性粘度)を評価するとともに、評価した結果(情報)を図外のコンピュータのディスプレイ(表示部)に可視化表示する。このディスプレイによる表示例を図3に示す。図の例では、固定翼14を円周方向等間隔に6箇所に設け、チャンバー10内全体の広範囲にわたって掘削土の塑性流動性を評価するようにした場合を示しており、塑性流動性として降伏値と塑性粘度に基づいて求めた硬軟の度合いをチャンバー10全体の空間分布図として表示している。硬軟の度合いについては、例えば色彩や濃淡の違いなどで表現することができる。
Then, while rotating the cutter or while the cutter is stopped, the plastic fluidity (yield value and plastic viscosity) of the excavated soil is evaluated, and the evaluation result (information) is displayed on a computer display (display unit) (not shown). Visualize and display. FIG. 3 shows a display example on this display. The example of the figure shows a case where the fixed
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10内の掘削土の塑性流動性をリアルタイムで精度良く連続的に把握することができ、それに基づき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。また、固定翼14を隔壁12側の複数箇所に設けることにより、チャンバー10内全体の広範囲にわたって掘削土の塑性流動性を評価することができる。
By monitoring the contents displayed on the display when the cutter is rotating or stopped, the plastic fluidity of the excavated soil in the
また、本実施の形態によれば、掘削土を粘性流体と仮定し、粘性流体としての降伏値と塑性粘度によって掘削土の塑性流動性を評価する。これは従来の粘性評価試験の方法に則ったものであり、評価結果の信頼度が高い。このため、本実施の形態によれば、チャンバー10内の掘削土の塑性流動性を精度良く評価することができる。
Further, according to the present embodiment, the excavated soil is assumed to be a viscous fluid, and the plastic fluidity of the excavated soil is evaluated based on the yield value and the plastic viscosity as the viscous fluid. This is based on the conventional viscosity evaluation test method, and the reliability of the evaluation result is high. For this reason, according to the present embodiment, the plastic fluidity of the excavated soil in the
また、本実施の形態によれば、回転体16の外周面に摩擦力を向上させるための摩擦力向上部として翼部材20を設けたので、回転体16の外周面と掘削土との境界面でのすべりが抑制され、より正確なトルク計測が可能となる。このため、チャンバー10内の掘削土の塑性流動性を精度良く評価することができる。
Further, according to the present embodiment, the
なお、上記の実施の形態においては、固定翼14の内部の掘削土を入れ替える必要が生じることから、円筒部14a内部に配置する回転体16を軸方向に移動可能に構成することが望ましい。このようにすれば、固定翼14の内部の掘削土を外部の掘削土と入れ替えることが可能である。例えば、回転体16をピストンのような可動構造にした場合、回転体16が隔壁12から遠ざかる方向に移動すると、回転体16は、隔壁12から遠い側の端面に隣接する掘削土を円筒部14aの開口から外部に押し出す。逆に、回転体16が隔壁12に近づく方向に移動すると、回転体16は、円筒部14aの開口から外部の掘削土を円筒部14aの内部に引き入れるとともに、隔壁12に近い側の端面と隔壁12との間の掘削土を円筒部14aの開口に向けて押し出す。このようにすることで、固定翼14の内部の掘削土を外部の掘削土と入れ替えることができる。
In the above embodiment, since it is necessary to replace the excavated soil inside the fixed
また、上記の特許文献2に記載の装置はチャンバー内にむき出し状態で設置されているため、巨礫などが衝突した場合に装置が破損する可能性が高い。しかし、本実施の形態の評価方法であれば、トルク測定時において、外壁をなす円筒部14a(従来の固定翼の壁)が測定部となる回転体16を保護する作用を発揮するというメリットが得られる。
In addition, since the device described in
(実施の形態2)
次に、実施の形態2について説明する。
従来、フレッシュコンクリートの流動性を調べるための回転粘度計が知られている。既往の研究より、フレッシュコンクリートのような塑性粘度が低く、降伏値が高い材料では、上記の実施の形態1で説明したような二重円筒タイプでトルクを測定すると回転体の外周面と材料との境界面ですべりが発生しやすく、正確な測定が難しいことが指摘されている。このすべりを抑制するために、例えば図1に示したように回転体16に高さの低い板状の翼部材20を取り付けたり、薄い溝を付けたりして摩擦力を向上させるための工夫もされている。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment will be described.
Conventionally, a rotational viscometer for examining the fluidity of fresh concrete is known. According to previous studies, for materials with low plastic viscosity and high yield value, such as fresh concrete, measuring the torque with the double cylinder type as described in the first embodiment above, the outer peripheral surface of the rotating body and the material It has been pointed out that slippage is likely to occur at the boundary surface of the sample, making accurate measurement difficult. In order to suppress the slip, for example, as shown in FIG. 1, a device for improving the frictional force by attaching a low-profile plate-
しかし、礫などが噛み込むことによって回転不能等の不具合が発生することも想定されるため、下記の参考文献2に示すような回転翼型粘度計が提案されている。
However, it is assumed that a problem such as rotation failure may occur due to bites of gravel or the like. Therefore, a rotary blade type viscometer as shown in
[参考文献2] 高流動コンクリートの配合設計方法に関する実験的研究、河合徹、東京工業大学博士論文、1996年 [Reference Document 2] Experimental study on compounding design method of high fluidity concrete, Toru Kawai, Doctoral dissertation, Tokyo Institute of Technology, 1996
すなわち、上記の実施の形態1においては、固定翼14の円筒部14aとその内部の回転体16との間の隙間に礫などが噛み込むことによって回転不能等の不具合が発生することも想定される。このため、本実施の形態2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、このような課題を解決するものとして、上記の回転翼型粘度計の原理を応用した例を提示するものである。
That is, in the above-described first embodiment, it is assumed that a problem such as rotation failure may occur due to the gravel or the like biting into the gap between the
図4は、土圧式シールド掘削機のチャンバー後方の隔壁に設置した固定翼の要部拡大図であり、(1)は正面断面図、(2)は側面断面図である。この図に示すように、チャンバー10後方の隔壁12に、チャンバー10内に向けて突出する固定翼22が装備されている。本実施の形態では、固定翼22の内部に一回り小さい円柱棒状の回転体24を同軸に設ける。なお、回転体24の直径は、上記の実施の形態1の回転体16の直径に比べてかなり小さい。
FIG. 4 is an enlarged view of a main part of a fixed wing installed on a partition wall behind a chamber of an earth pressure shield excavator, (1) is a front sectional view, and (2) is a side sectional view. As shown in this figure, a fixed
固定翼22は、端面が開口し、外壁をなす円筒部22aからなる。回転体24はその回転軸心Zが円筒部22aの軸心と同軸であり、隔壁12を貫通して配置されている。回転体24の一端部24aの外周面には、摩擦力を向上させるための摩擦力向上部として翼部材26が軸方向で等間隔の位置であって、それぞれ軸心Z周りに90度ずつずれた位置に合計4箇所設けられている。翼部材26はそれぞれ軸心Zに近い側が短く、遠い側が長い略台形板状のものであり、軸方向に進むに従い円周方向に進む態様で回転体24の外周面に斜めに取り付けてある。また、回転体24の外周面からの翼部材26の放射方向の高さは回転体24の直径よりも大きくなっている。
The fixed
回転体24の他端部24bは隔壁12の外部で図示しない回転駆動装置に接続されている。この回転駆動装置は回転体24を可逆回転させ、さらにはその回転数(回転速度)を調整可能なモータ装置を備えている。したがって、回転体24は回転駆動装置からの制御を受けて回転可能となっている。
The
本実施の形態においても、上記の実施の形態1と同様にして、回転体24に所定の回転数(角速度ω)を与えながらトルクTを計測し、回転数ωに基づいて掘削土に与えられるせん断速度を求める。一方、計測したトルクTに基づいて掘削土に作用しているせん断応力を求める。求めたせん断速度とせん断応力の関係に基づいて、チャンバー10内における掘削土の塑性流動性を評価する。このようにすることで、固定翼22の内部の回転体24によってチャンバー10内の掘削土の塑性流動性(粘度、降伏値)を直接的、かつ連続的に精度良く評価することができる。なお、本実施の形態では、上記の実施の形態1とは異なり、別途、塑性流動性の指標(粘度、降伏値)を計算するための補正が必要となる。
Also in the present embodiment, the torque T is measured while applying a predetermined rotation speed (angular velocity ω) to the
なお、本実施の形態では、上記の実施の形態1の場合と異なり、トルク測定の際に外壁をなす円筒部22aは必須ではなく、例えば、トルクの非計測時には固定翼22の内部に回転体24を収納した状態とし、トルクの計測時には回転体24を軸方向に移動して固定翼22の外部に押し出した状態で計測することが望ましい。このように、トルク計測に使用しない場合は固定翼22内に収納しておき、トルク測定時のみ押し出す機構にすることでトルク計測装置としての回転体24を保護することができる。なお、上記の実施の形態1の場合と同様に、回転体24を固定翼22内で回転してトルクを計測する構成としてもよい。この場合、回転体24を軸方向に移動可能に構成し、固定翼22の内部の掘削土を外部の掘削土と入れ替えるようにしてもよい。
Note that, in the present embodiment, unlike the case of the above-described first embodiment, the
また、上記の特許文献2に記載の装置はチャンバー内にむき出し状態で設置されているため、巨礫などが衝突した場合に装置が破損する可能性が高い。しかし、本実施の形態の評価方法であれば、外壁をなす円筒部22a(従来の固定翼の壁)が測定部となる回転体24を保護する作用を発揮するというメリットが得られる。
In addition, since the device described in
[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, an earth pressure 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、上述したカッタースポーク側に設置された攪拌翼と、チャンバー10を隔てた隔壁12側に設置された円筒状の固定翼14(または22)とにより、チャンバー10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る。
The earth pressure type shield excavator according to the present invention includes a stirring blade provided on the cutter spoke side and a cylindrical fixed blade 14 (or 22) provided on the
図1(または図4)に示すように、この土圧式シールド掘削機は、固定翼14(22)の内部に一回り小さい円柱状の回転体16(24)を同軸に設け、回転体16(24)に所定の回転数を与えながらトルクを計測し、回転数に基づいて掘削土に与えられるせん断速度を求めるとともに、計測したトルクに基づいて掘削土に作用しているせん断応力を求め、求めたせん断速度とせん断応力の関係に基づいて、チャンバー10内における掘削土の塑性流動性を評価し、評価した塑性流動性を可視化表示する図外の管理手段を備える。
As shown in FIG. 1 (or FIG. 4), in this earth pressure shield excavator, a columnar rotating body 16 (24), which is slightly smaller, is provided coaxially inside a fixed wing 14 (22), and the rotating body 16 ( 24) The torque is measured while giving a predetermined number of rotations, the shear rate applied to the excavated soil is determined based on the number of rotations, and the shear stress acting on the excavated soil is determined based on the measured torque. An unillustrated management means for evaluating the plastic fluidity of the excavated soil in the
この管理手段は、掘削土の塑性流動性を評価するCPUを有するコンピュータと、このコンピュータにより評価した塑性流動性を可視化表示するディスプレイ等により構成することができる。ディスプレイ等による表示例は図3に示したとおりである。カッター回転時等にディスプレイ等の表示内容を監視することでチャンバー10内の掘削土の塑性流動性をリアルタイムで精度良く把握することができ、それに基づき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。
This management means can be constituted by a computer having a CPU for evaluating the plastic fluidity of the excavated soil, a display for visualizing and displaying the plastic fluidity evaluated by the computer, and the like. A display example on a display or the like is as shown in FIG. By monitoring the contents displayed on the display or the like when the cutter rotates, the plastic fluidity of the excavated soil in the
このように、本実施の形態に係る土圧式シールド掘削機によれば、固定翼14(22)の内部の回転体16(24)によってチャンバー10内の掘削土の塑性流動性(粘度、降伏値)を直接的、かつ連続的に精度良く評価することができ、管理することができる。
Thus, according to the earth pressure type shield excavator according to the present embodiment, the plastic fluidity (viscosity, yield value) of the excavated soil in the
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と、チャンバーを隔てた隔壁側に設置された円筒状の固定翼とにより、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、前記固定翼の内部に円柱状の回転体を同軸に設け、前記回転体に所定の回転数を与えながらトルクを計測し、回転数に基づいて前記掘削土に与えられるせん断速度を求めるとともに、計測したトルクに基づいて前記掘削土に作用しているせん断応力を求め、求めたせん断速度とせん断応力の関係に基づいて、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ので、固定翼の内部の回転体によってチャンバー内の掘削土の塑性流動性(粘度、降伏値)を直接的、かつ連続的に精度良く評価することができる。 As described above, according to the method for evaluating the plastic fluidity of excavated soil in a chamber in the earth pressure shield method according to the present invention, the stirring blades installed on the cutter spoke side and the stirring blades installed on the partition wall side separating the chamber are provided. With the cylindrical fixed wings, the excavated soil in the chamber 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 while excavating. Applied to the pressure shield construction method, is an evaluation method for evaluating the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber, wherein a cylindrical rotating body is provided coaxially inside the fixed wing, a predetermined rotation of the rotating body The torque is measured while giving the number, the shear rate given to the excavated soil is determined based on the rotation speed, and the shear response acting on the excavated soil is determined based on the measured torque. And the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber is evaluated based on the obtained relationship between the shear rate and the shear stress. Therefore, the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber by the rotating body inside the fixed wing ( (Viscosity, yield value) can be directly and continuously evaluated with high accuracy.
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、前記掘削土を粘性流体と仮定し、粘性流体としての降伏値と塑性粘度によって前記掘削土の塑性流動性を評価するので、従来の粘性評価試験の方法に則ったものであることから、評価結果の信頼度は高い。このため、チャンバー内の掘削土の塑性流動性を精度良く評価することができる。 According to another method for evaluating plastic fluidity of excavated soil in a chamber in another earth pressure shield method according to the present invention, the excavated soil is assumed to be a viscous fluid, and the excavated soil is determined by a yield value and a plastic viscosity as a viscous fluid. Since the plastic fluidity is evaluated, it is based on the conventional viscosity evaluation test method, and thus the reliability of the evaluation result is high. Therefore, the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber can be accurately evaluated.
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、前記回転体の外周面に摩擦力を向上させるための摩擦力向上部を設けたので、回転体の外周面と掘削土との境界面でのすべりが抑制され、より正確なトルク計測が可能となる。このため、チャンバー内の掘削土の塑性流動性を精度良く評価することができる。 According to the plastic fluidity evaluation method of the excavated soil in the chamber in another earth pressure shield method according to the present invention, since the frictional force improving portion for improving the frictional force is provided on the outer peripheral surface of the rotating body, Slip at the boundary surface between the outer peripheral surface of the rotating body and the excavated soil is suppressed, and more accurate torque measurement becomes possible. Therefore, the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber can be accurately evaluated.
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、前記回転体を軸方向に移動可能に構成したので、前記回転体を軸方向に移動させることで固定翼の内部の掘削土を外部と入れ替えることができる。 Further, according to the method for evaluating the plastic flowability of excavated soil in a chamber in another earth pressure type shield method according to the present invention, the rotating body is configured to be movable in the axial direction, so that the rotating body is moved in the axial direction. As a result, the excavated soil inside the fixed wing can be replaced with the outside.
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、前記回転体によるトルクの非計測時には前記固定翼の内部に収納した状態とし、前記回転体によるトルクの計測時には前記回転体を軸方向に移動して前記固定翼の外部に押し出した状態とするので、トルク計測装置としての回転体を非計測時に保護することができる。 Further, according to the method for evaluating the plastic fluidity of excavated soil in a chamber in another earth pressure type shield method according to the present invention, when the torque is not measured by the rotating body, the rotating body is housed inside the fixed wing, When the torque is measured, the rotating body is moved in the axial direction and is pushed out of the fixed wing, so that the rotating body as the torque measuring device can be protected during non-measurement.
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、前記固定翼を隔壁側の複数箇所に設けたので、チャンバー内全体の広範囲にわたって掘削土の塑性流動性を評価することができる。 According to the method for evaluating the plastic fluidity of excavated soil in a chamber in another earth pressure shield method according to the present invention, since the fixed wings are provided at a plurality of locations on the partition wall side, excavated soil over a wide area in the entire chamber. Plastic fluidity can be evaluated.
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、前記カッターを回転しながら前記掘削土の塑性流動性を評価するとともに、評価した塑性流動性を示す情報を表示部に可視化表示するので、表示部を見ることでチャンバー内全体の塑性流動性をリアルタイムで精度良く連続的に把握でき、塑性流動性の管理を高精度に行うことが可能になる。 According to another method for evaluating the plastic fluidity of excavated soil in a chamber in another earth pressure type shield method according to the present invention, the plastic fluidity of the excavated soil is evaluated while rotating the cutter, and the evaluated plastic fluidity is evaluated. Is displayed on the display so that the plastic flow of the whole chamber can be accurately and continuously grasped in real time with high accuracy by looking at the display, and the plastic flow can be managed with high accuracy. Become.
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と、チャンバーを隔てた隔壁側に設置された円筒状の固定翼とにより、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、前記固定翼の内部に円柱状の回転体を同軸に設け、前記回転体に所定の回転数を与えながらトルクを計測し、回転数に基づいて前記掘削土に与えられるせん断速度を求めるとともに、計測したトルクに基づいて前記掘削土に作用しているせん断応力を求め、求めたせん断速度とせん断応力の関係に基づいて、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し、評価した塑性流動性を可視化表示する管理手段を備えるので、固定翼の内部の回転体によってチャンバー内の掘削土の塑性流動性(粘度、降伏値)を直接的、かつ連続的に精度良く評価することができる。 Further, according to the earth pressure type shield excavator according to the present invention, the excavated soil in the chamber is stirred by the stirring blade installed on the cutter spoke side and the cylindrical fixed blade installed on the partition wall separating the chamber. An earth-pressure shield excavator that stirs and excavates while imparting plastic fluidity to the excavated soil by stirring and exerting the earth pressure of the excavated soil on the face. A cylindrical rotating body is provided coaxially, a torque is measured while giving a predetermined number of rotations to the rotating body, and a shear rate given to the excavated soil is determined based on the number of rotations, and the shearing rate is determined based on the measured torque. Determine the shear stress acting on the excavated soil, based on the relationship between the determined shear rate and the shear stress, evaluate the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber, and evaluate the evaluated plastic fluidity. Since a management means for visualization display, plastic flow properties (viscosity, yield value) of the excavated soil in the chamber by an internal rotating body fixed wing directly, and it can be continuously and accurately assessed.
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および土圧式シールド掘削機は、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に有用であり、特に、チャンバー内掘削土の塑性流動性を直接的、かつ連続的に精度良く評価するのに適している。 As described above, the plastic flow evaluation method and the earth pressure type shield excavator of the excavated soil in the chamber in the earth pressure type shield method according to the present invention are useful for the earth pressure type shield method applied to shield tunnel construction, It is suitable for directly and continuously accurately evaluating the plastic fluidity of excavated soil in a chamber.
10 チャンバー
12 隔壁
14,22 固定翼
14a,22a 円筒部
16,24 回転体
18 回転軸部
18a,24a 一端部
18b,24b 他端部
20,26 翼部材
Z 回転軸心
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記固定翼の内部に円柱状の回転体を同軸に設けるとともに、前記回転体を前記固定翼に対して軸方向に移動可能に構成して、前記回転体が軸方向に移動することで前記固定翼の内部の前記掘削土を前記固定翼の外部の前記掘削土と入れ替え可能とする一方、前記固定翼の内部で前記回転体に所定の回転数を与えながらトルクを計測し、回転数に基づいて前記掘削土に与えられるせん断速度を求めるとともに、計測したトルクに基づいて前記掘削土に作用しているせん断応力を求め、求めたせん断速度とせん断応力の関係に基づいて、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 stirring blades installed on the cutter spoke side and cylindrical fixed blades installed on the partition wall side separating the chamber and protruding into the chamber. Is applied to the earth pressure type shield method in which the excavated soil is excavated while stabilizing the face by applying the earth pressure of the excavated soil to the face, and evaluates the plastic fluidity of the excavated soil in the chamber. Evaluation method,
The inside is provided a cylindrical rotary body coaxially Rutotomoni fixed wing, and movable in the rotating body in the axial direction with respect to the fixed wing, wherein in that the rotating body is moved in the axial direction While the excavated soil inside the fixed wing can be replaced with the excavated soil outside the fixed wing, torque is measured while giving a predetermined rotation speed to the rotating body inside the fixed wing, and the rotation speed is measured. Along with determining the shear rate given to the excavated soil based on, based on the measured torque to determine the shear stress acting on the excavated soil, based on the relationship between the determined shear rate and shear stress, in the chamber A method for evaluating the plastic fluidity of excavated soil in a chamber in the earth pressure shield method, wherein the plastic fluidity of the excavated soil is evaluated.
前記固定翼の内部に円柱状の回転体を同軸に設けるとともに、前記回転体を前記固定翼に対して軸方向に移動可能に構成して、前記回転体が軸方向に移動することで前記固定翼の内部の前記掘削土を前記固定翼の外部の前記掘削土と入れ替え可能とする一方、前記固定翼の内部で前記回転体に所定の回転数を与えながらトルクを計測し、回転数に基づいて前記掘削土に与えられるせん断速度を求めるとともに、計測したトルクに基づいて前記掘削土に作用しているせん断応力を求め、求めたせん断速度とせん断応力の関係に基づいて、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し、評価した塑性流動性を可視化表示する管理手段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 stirring blades installed on the cutter spoke side and cylindrical fixed blades installed on the partition wall side separating the chamber and protruding into the chamber. An earth-pressure shield excavator that imparts plastic fluidity to the excavated soil and applies excavation soil pressure to the face to stabilize the face while excavating.
The inside is provided a cylindrical rotary body coaxially Rutotomoni fixed wing, and movable in the rotating body in the axial direction with respect to the fixed wing, wherein in that the rotating body is moved in the axial direction While the excavated soil inside the fixed wing can be replaced with the excavated soil outside the fixed wing, torque is measured while giving a predetermined rotation speed to the rotating body inside the fixed wing, and the rotation speed is measured. Along with determining the shear rate given to the excavated soil based on, based on the measured torque to determine the shear stress acting on the excavated soil, based on the relationship between the determined shear rate and shear stress, in the chamber An earth pressure shield excavator, comprising: management means for evaluating the plastic fluidity of the excavated soil and visualizing and displaying the evaluated plastic fluidity.
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