JPH1088963A - Method and device for anticipating behavior of natural ground of tunnel - Google Patents
Method and device for anticipating behavior of natural ground of tunnelInfo
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- JPH1088963A JPH1088963A JP8242360A JP24236096A JPH1088963A JP H1088963 A JPH1088963 A JP H1088963A JP 8242360 A JP8242360 A JP 8242360A JP 24236096 A JP24236096 A JP 24236096A JP H1088963 A JPH1088963 A JP H1088963A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネルを掘削す
るに際して、トンネル掘削に伴う地山挙動や、トンネル
および支保部材の変位量および応力値を当該トンネル掘
削以前に予測するためのトンネルの地山挙動予測装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ground excavation for excavating a tunnel to predict the behavior of the ground due to the excavation of the tunnel and the displacement and stress values of the tunnel and support members before the excavation. The present invention relates to a behavior prediction device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】トンネルを掘削する際、どのような設計
を行い、また、どのような支保パターンを採用するかな
どについてを事前に決定しておく必要がある。現在で
は、ＮＡＴＭ工法が山岳トンネルにおける標準工法とさ
れており、その施工実績が数多く蓄積されていることか
ら、上記のような決定は、過去の施工実績を基に規定さ
れたいくつかの標準的なパターンの中から、適切なもの
を選択し、それをそれぞれの現場の状況に適合させてい
くことにより行われるというのが一般的である。2. Description of the Related Art When excavating a tunnel, it is necessary to determine in advance what kind of design is to be made and what kind of support pattern is to be adopted. At present, the NATM method is the standard method for mountain tunnels, and since many construction results have been accumulated, the above-mentioned decision was made based on some standard methods specified based on past construction results. In general, it is performed by selecting an appropriate pattern from various patterns and adapting it to the situation at each site.
【０００３】ＮＡＴＭ工法が標準工法となる前には、各
トンネルに対し事前に数値解析や理論解析が行われ支保
パターン等が決定されることが多かったが、解析で得ら
れる地山やトンネル内空の変位量および支保部材の応力
値が実測値となかなか一致しなかったこと、および前述
のように数多くの施工実績が蓄積されてきたこと等によ
り、最近ではこのような解析が行われることは、少なく
なってきている。Before the NATM method became the standard method, it was often the case that numerical analysis and theoretical analysis were performed on each tunnel in advance to determine the support pattern, etc. Due to the fact that the amount of empty displacement and the stress value of the support member did not readily match the measured values, and that many construction results have been accumulated as described above, such analysis has recently been performed. , Is getting less.
【０００４】しかしながら、今後施工される道路トンネ
ルは、従来に比べ偏平大断面化が進むと予想され、した
がって、このようなトンネルを施工するにあたって、単
純に今までの施工実績を基に支保パターン等を設定する
のは、掘削断面積および断面形状が余りに違うため危険
であると考えられる。However, road tunnels to be constructed in the future are expected to have a flattened and larger cross section compared to the conventional ones. Therefore, in constructing such tunnels, support patterns and the like are simply based on past construction results. Is considered dangerous because the excavated cross-sectional area and cross-sectional shape are too different.
【０００５】そこで、事前設計法として、ＦＥＭ（有限
要素法）等の数値解析が再び見直されつつあるが、上述
のようにＦＥＭ解析の結果と実測値が異なるため、解析
結果が設計・施工に反映されるまでには至っていないの
が実状である。Therefore, as a pre-design method, numerical analysis such as FEM (finite element method) is being reviewed again. However, as described above, the result of the FEM analysis differs from the actual measurement value, so that the analysis result cannot be used for design and construction. The fact is that it has not been reflected yet.
【０００６】ＦＥＭ等の数値解析による計算結果が、実
測値と一致しないことについては、種々の理由が考えら
れているが、そのうちの一つに、解析に用いる地山の変
形係数を適切に評価できないことが挙げられる。[0006] There are various reasons why the calculation results obtained by numerical analysis such as FEM do not match the measured values. One of the reasons is that the deformation coefficient of the ground used in the analysis is appropriately evaluated. You can't.
【０００７】解析に用いられる地山の変形係数について
は、トンネル設置対象の地山において孔内載荷試験や平
板載荷試験などの方法により地山の変形係数を直接測定
する原位置試験を行うか、または、採取したサンプルを
持ち帰り強度測定する室内試験などを行い、その結果
を、解析担当者が地山等級を参照して個別の判断により
評価しているのが通常である。Regarding the deformation coefficient of the ground used for the analysis, an in-situ test in which the deformation coefficient of the ground is directly measured by a method such as an in-hole loading test or a flat plate loading test is performed on the ground at which the tunnel is to be installed. Alternatively, a laboratory test for taking back the taken sample and measuring the strength is performed, and the result of the analysis is usually evaluated by an individual in charge of analysis with reference to the ground mountain class.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような数値解析に用いる地山の変形係数の評価方法につ
いては、確立された手法が無かった。特に、試験結果と
して得られた変形係数は、試験時の状態がトンネル掘削
時の応力状態と異なることや、試験方法による結果の違
い、地盤の不均一性などの影響を含んでいると考えら
れ、また、試験結果により得られた変形係数は、ある一
点でのデータであって、地山全体の平均的な変形係数を
反映したものではないため、これらを適切に評価して数
値解析に用いる手法を確立することが望まれていた。さ
らに、トンネル設置対象の地山に対してＦＥＭ等の数値
解析を行う際に用いるべき地山の変形係数は、地山の真
の変形係数ではなく、トンネルと支保との相互作用や、
近年実施例の多い先受け工の影響を含んだ地山全体の
「見かけの」変形係数である。このようなことから、変
形係数の設定に際しては試験結果だけでなくトンネルの
影響も加味する必要があった。However, there is no established method for evaluating the deformation coefficient of the ground used in the above-mentioned numerical analysis. In particular, it is considered that the deformation coefficient obtained as a result of the test includes the effect that the state at the time of the test is different from the stress state at the time of tunnel excavation, the result of the test method differs, and the unevenness of the ground. In addition, since the deformation coefficient obtained from the test results is data at a certain point and does not reflect the average deformation coefficient of the whole ground, these are appropriately evaluated and used for numerical analysis. It was desired to establish a method. Furthermore, the deformation coefficient of the ground to be used when performing a numerical analysis such as FEM on the ground at which the tunnel is to be installed is not the true deformation coefficient of the ground, but the interaction between the tunnel and the support,
This is the “apparent” deformation coefficient of the whole ground including the influence of the precedent works, which is often used in recent years. For this reason, when setting the deformation coefficient, it was necessary to consider not only the test results but also the influence of the tunnel.
【０００９】上記事情に鑑み、本発明においては、試験
結果として得られた変形係数に対し、トンネルの影響ま
で含んだ形で評価を行い、その結果、数値解析に用いる
のに好適な変形係数を設定することを可能とし、さらに
は、数値解析による地山挙動の予測精度の向上を実現す
るようなトンネルの地山挙動予測方法および予測装置を
提供することを目的とする。In view of the above circumstances, in the present invention, the deformation coefficient obtained as a test result is evaluated in a form including the influence of a tunnel, and as a result, a deformation coefficient suitable for use in numerical analysis is determined. It is another object of the present invention to provide a method and an apparatus for predicting the soil behavior of a tunnel, which can be set and further improve the prediction accuracy of the soil behavior by numerical analysis.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
課題を解決するために以下の手段を採用した。すなわ
ち、請求項１記載のトンネルの地山挙動予測方法は、ト
ンネルを掘削するに際し、前記トンネル掘削以前に、前
記トンネル、前記トンネルの施工に用いられる支保部
材、および前記トンネルが設置される地山の変位量およ
び応力値を予測するためのトンネルの地山挙動予測方法
であって、過去に施工されたトンネルの形状データ、該
過去に施工されたトンネルの施工方法データ、および該
過去に施工されたトンネル近傍の地山の物性データと、
該過去に施工されたトンネル掘削にともなう地表面沈下
量データとの関係を最適に表現する多変量解析式におけ
る説明変数を算出しておき、前記トンネルの予定形状デ
ータ、前記トンネルの予定施工方法データ、および前記
トンネル設置予定の地山において測定された測定物性デ
ータから、前記多変量解析式により、前記トンネルの施
工に伴って発生が予想される予想地表面沈下量を算出
し、前記予想地表面沈下量、前記予定形状データ、およ
び前記測定物性データから、前記トンネルが設置される
地山の見かけの変形係数を算出し、前記見かけの変形係
数と、前記予定形状データと、前記測定物性データとに
基づいて、前記トンネル、前記トンネルが設置される地
山、および前記トンネルの施工に用いられる支保部材の
変位量および応力値を有限要素法により算出することを
特徴とする。In the present invention, the following means are employed in order to solve the above-mentioned problems. In other words, the method for predicting the ground behavior of a tunnel according to claim 1, when excavating a tunnel, before excavation of the tunnel, the tunnel, a support member used for construction of the tunnel, and a ground where the tunnel is installed. A method for predicting the ground movement of a tunnel for predicting the displacement amount and the stress value of a tunnel, the shape data of the tunnel constructed in the past, the construction method data of the tunnel constructed in the past, and the construction method performed in the past Physical property data of the ground near the tunnel
The explanatory variables in the multivariate analysis formula that optimally represent the relationship with the ground surface subsidence amount data accompanying the tunnel excavation constructed in the past are calculated, and the planned shape data of the tunnel and the planned construction method data of the tunnel are calculated. And, from the measured physical property data measured at the ground where the tunnel is to be installed, the multivariate analysis formula is used to calculate the expected amount of land subsidence expected to occur with the construction of the tunnel, From the settlement amount, the scheduled shape data, and the measured physical property data, calculate the apparent deformation coefficient of the ground where the tunnel is installed, the apparent deformation coefficient, the scheduled shape data, and the measured physical property data. Based on the displacement amount and stress value of the tunnel, the ground where the tunnel is installed, and the support member used for construction of the tunnel And calculating by the finite element method.
【００１１】また、請求項２記載のトンネルの地山挙動
予測装置は、トンネルを掘削するに際し、前記トンネル
掘削以前に、前記トンネル、前記トンネルの施工に用い
られる支保部材、および前記トンネルが設置される地山
の変位量および応力値を予測するためのトンネルの地山
挙動予測装置であって、過去に施工されたトンネルの形
状データと、該過去に施工されたトンネルの施工方法デ
ータと、該過去に施工されたトンネルの地山の物性デー
タと、該過去に施工されたトンネル掘削にともなう地表
面沈下量データとを記憶する記憶手段と、前記形状デー
タ、前記施工方法データ、および前記物性データと、前
記地表面沈下量データとの関係を最適に表現する多変量
解析式における説明変数を算出する第一の演算手段と、
前記トンネルの予定形状データと、前記トンネルの予定
施工方法データと、前記トンネル設置予定の地山におい
て測定された測定物性データとが入力される入力装置
と、前記予定形状データと、前記予定施工方法データ
と、前記測定物性データとから前記多変量解析式を用い
て前記トンネルの施工に伴って発生が予想される予想地
表面沈下量を算出する第二の演算手段と、前記予想地表
面沈下量と、前記予定形状データと、前記測定物性デー
タとに基づいて、前記トンネルが設置される地山の見か
けの変形係数を算出する第三の演算手段と、前記見かけ
の変形係数と、前記予定形状データと、前記測定物性デ
ータとに基づいて、前記トンネル、前記トンネルが設置
される地山、および前記トンネルの施工に用いられる支
保部材の変位量および応力値を有限要素法により算出す
る第四の演算手段とを備えてなることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in excavating a tunnel, the tunnel, a support member used for constructing the tunnel, and the tunnel are installed before excavating the tunnel. A tunnel behavior prediction device for predicting the amount of displacement and stress value of the ground, the shape data of the tunnel constructed in the past, the construction method data of the tunnel constructed in the past, Storage means for storing the physical property data of the ground of the tunnel constructed in the past and the amount of land subsidence accompanying the excavation of the tunnel constructed in the past, the shape data, the construction method data, and the physical property data And first computing means for calculating an explanatory variable in a multivariate analysis expression that optimally represents a relationship between the ground surface settlement data and
An input device for inputting the planned shape data of the tunnel, the planned construction method data of the tunnel, and the measured physical property data measured at the ground where the tunnel is to be installed, the planned shape data, and the planned construction method Data, the second computing means for calculating the expected amount of land subsidence expected to occur with the construction of the tunnel using the multivariate analysis formula from the measured physical property data, and the expected amount of land subsidence Based on the scheduled shape data and the measured physical property data, third calculating means for calculating an apparent deformation coefficient of the ground at which the tunnel is installed, the apparent deformation coefficient, and the scheduled shape Data, based on the measured physical property data, the tunnel, the ground where the tunnel is installed, and the displacement of the support member used for construction of the tunnel and Characterized in that the force value becomes and a fourth calculating means for calculating by the finite element method.
【００１２】これらのトンネルの地山挙動予測方法およ
び予測装置においては、過去の実績に基づき、トンネル
の形状データ、トンネルの施工方法データ、およびトン
ネル設置対象の地山の物性データと、トンネル掘削によ
って生じた地表面沈下量との関係を最適に表すような多
変量解析式をあらかじめ形成しておき、この多変量解析
式に、これから掘削しようとするトンネルの予定形状デ
ータ、予定施工方法データ、および当該トンネル設置対
象の地山において測定された測定物性データを代入する
ことによって、このトンネルの掘削に伴って発生が予想
される予想地表面沈下量を算出し、ついで、この算出さ
れた予想地表面沈下量から、地山の見かけの変形係数を
算出するようにしている。In the method and apparatus for predicting the behavior of the ground of a tunnel, based on past results, data on the shape of the tunnel, data on the construction method of the tunnel, and physical property data on the ground on which the tunnel is to be installed, and data on the tunnel excavation. A multivariate analysis formula that optimally represents the relationship with the amount of land subsidence that has occurred is formed in advance, and in this multivariate analysis formula, the planned shape data of the tunnel to be excavated, the planned construction method data, and By substituting the measured physical property data at the ground at which the tunnel is to be installed, the expected ground surface subsidence amount expected to occur with the excavation of this tunnel is calculated, and then the calculated predicted ground surface The apparent deformation coefficient of the ground is calculated from the amount of settlement.
【００１３】このように、このトンネルの地山挙動予測
方法および予測装置においては、従来、一点におけるデ
ータでかなかった地山の変形係数の測定値を、過去のデ
ータに基づき、地表面沈下量というトンネル自体の影響
および地盤の全体的な影響を含んだ物性量にいったん変
換することによって、数値解析に用いられるべき地山の
見かけの変形係数を算出することが可能とされており、
この見かけの変形係数をトンネルおよび地山の数値解析
に用いることにより、試験方法の違いや局所的な地盤の
乱れなどに解析結果が影響される懸念を少なくしてい
る。As described above, in the method and apparatus for predicting the behavior of the ground in a tunnel, the measured value of the deformation coefficient of the ground, which has not been obtained at one point in the past, is calculated based on the past data. Once converted to physical properties that include the effect of the tunnel itself and the overall effect of the ground, it is possible to calculate the apparent deformation coefficient of the ground to be used for numerical analysis,
By using this apparent coefficient of deformation for numerical analysis of tunnels and ground, the concern that analysis results are affected by differences in test methods and local ground disturbances is reduced.
【００１４】請求項３記載のトンネルの地山挙動予測装
置は、請求項２記載のトンネルの地山挙動予測装置であ
って、前記形状データは、前記過去に施工されたトンネ
ルの断面積、偏平率、土被り比を含み、前記施工方法デ
ータは、掘削方法、および補助工法を含み、前記物性デ
ータは、過去に施工されたトンネルが設置された地山に
おいて測定された地山の変形係数、およびトンネルの地
山強度比を含んだ構成とされることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided an apparatus for predicting the amount of movement of a tunnel, wherein the shape data includes a cross-sectional area and a flatness of the tunnel constructed in the past. Rate, including the earth covering ratio, the construction method data includes an excavation method, and an auxiliary construction method, the physical property data, the deformation coefficient of the ground measured in the ground where the tunnel was constructed in the past, And the strength ratio of the tunnel.
【００１５】このトンネルの地山挙動予測装置において
は、形状データ、施工方法データ、および物性データが
上記のようなデータにより構成されるが、これらのデー
タと同様のデータは個々のトンネルについて、トンネル
掘削以前に準備しておくことが可能なことから、これら
のデータと地表面沈下量との関係を最適に表す多変量解
析式を形成しておけば、この多変量解析式に、これから
新たに施工するトンネルにおける上記データと同様のデ
ータを代入することにより、予想地表面沈下量を算出す
ることができる。In this tunnel behavior prediction device, the shape data, the construction method data, and the physical property data are composed of the above-mentioned data. The same data as these data is used for each tunnel. Because it is possible to prepare before excavation, if a multivariate analysis formula that optimally expresses the relationship between these data and the amount of land subsidence is formed, this multivariate analysis formula will be newly added. By substituting the same data as the above data for the tunnel to be constructed, the expected ground surface subsidence amount can be calculated.
【００１６】請求項４記載のトンネルの地山挙動予測装
置は、請求項記載２または３記載のトンネルの地山挙動
予測装置であって、前記記憶手段は、記憶されたデータ
を書き換え可能であることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a tunnel behavior predicting apparatus, wherein the storage means is capable of rewriting stored data. It is characterized by the following.
【００１７】このトンネルの地山挙動予測装置において
は、記憶手段が記憶されたデータを書き換え可能である
ことから、トンネルの施工実績が蓄積されるたびにデー
タを更新することによって、より精度の高いトンネル地
山挙動の予測が可能とされる。In this device for predicting the mountainous land behavior of a tunnel, since the storage means can rewrite the stored data, the data is updated each time the actual performance of the tunnel is accumulated, so that more accurate data can be obtained. It is possible to predict the behavior of the ground in the tunnel.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態
を模式的に示すトンネルの地山挙動予測装置のブロック
図である。図中、符号１は、データの記憶手段としての
記憶部であり、２は演算を行うための演算部である。ま
た３は、演算部２への入力手段としての入力部３であ
る。また、演算部２には、演算結果を出力するためのプ
リンタ４、プロッタ５およびディスプレイ６が接続され
ている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a tunnel behavior prediction device schematically showing an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a storage unit as data storage means, and 2 denotes an operation unit for performing an operation. Reference numeral 3 denotes an input unit 3 as input means to the arithmetic unit 2. Further, a printer 4, a plotter 5, and a display 6 for outputting a calculation result are connected to the calculation unit 2.
【００１９】記憶部１には、過去のトンネルの施工実績
データとして、トンネルの形状を表す形状データ、トン
ネルの施工方法を表す施工方法データ、トンネル周辺の
地山の物性を表す物性データ、およびトンネル掘削に伴
って発生した地表面沈下量Ｙ（mm）が記憶されている。
このうち、形状データは、トンネル断面積Ｂ（m2）、ト
ンネル偏平率（＝高さ／幅）Ｃ、土被り比（＝土被り／
幅）Ｄから構成される。施工方法データは、掘削方法
Ｆ、補助工法Ｇから構成される。これらＦ、Ｇは施工方
法を分類してデータ化した層別データとして構成され
る。また、物性データは、トンネルが設置された地山に
おいて測定された変形係数（kgf/cm2）、および地山強
度比（＝一軸強度／土被り×単体重量）Ｅから構成され
る。なお、これらのデータは、施工実績が蓄積されるに
従って追加、更新されることが可能である。The storage unit 1 stores, as past tunnel construction result data, shape data representing the shape of the tunnel, construction method data representing the tunnel construction method, physical property data representing the physical properties of the ground around the tunnel, and tunnel data. The ground surface subsidence amount Y (mm) generated during excavation is stored.
Among them, the shape data are the tunnel cross-sectional area B (m 2 ), the tunnel flatness (= height / width) C, and the covering ratio (= cover /
Width) D. The construction method data includes an excavation method F and an auxiliary construction method G. These F and G are configured as stratified data obtained by classifying the construction method and converting the data into data. The physical property data is composed of a deformation coefficient (kgf / cm 2 ) measured at the ground where the tunnel is installed, and a ground strength ratio (= uniaxial strength / earth covering × unit weight) E. These data can be added and updated as the construction results are accumulated.
【００２０】演算部２は、第一、第二、第三、第四の演
算手段２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄから構成される。第一の
演算手段２ａにおいては、記憶部１に記憶されたデータ
について多変量解析をおこなうことにより、当該データ
の関係を最適に表す多変量解析式の説明変数が算出され
る。また、入力部３からは、掘削予定のトンネルの形状
を表す予定形状データと、そのトンネルの施工方法を表
す予定施工方法データと、そのトンネル周辺の地山にお
いて測定された測定物性データが入力され、これらのデ
ータから、第一の演算手段２ａにおいて算出された説明
変数を含んだ多変量解析式を用いて、第二の演算手段２
ｂにおいてトンネル掘削に伴う予定地表面沈下量が算出
される。The operation section 2 comprises first, second, third and fourth operation means 2a, 2b, 2c and 2d. In the first calculation means 2a, by performing a multivariate analysis on the data stored in the storage unit 1, an explanatory variable of a multivariate analysis expression that optimally represents a relationship between the data is calculated. Further, from the input unit 3, scheduled shape data representing the shape of the tunnel to be excavated, scheduled construction method data representing the construction method of the tunnel, and measured physical property data measured at the ground around the tunnel are input. , From these data, using a multivariate analysis formula including the explanatory variable calculated by the first calculation means 2a,
In b, the expected ground surface subsidence amount accompanying the tunnel excavation is calculated.
【００２１】第三の演算手段２ｃにおいては、第二の演
算手段２ｂにおいて算出された予定地表面沈下量、なら
びに入力部３から入力された予定形状データおよび測定
物性データを用いて、施工予定のトンネル周辺の地山の
平均的な変形係数である見かけの変形係数が算出され
る。The third calculating means 2c uses the amount of settlement of the planned ground surface calculated by the second calculating means 2b, the planned shape data and the measured physical property data inputted from the input unit 3, and performs the construction. An apparent deformation coefficient, which is an average deformation coefficient of the ground around the tunnel, is calculated.
【００２２】第四の演算手段２ｄにおいては、第三の演
算手段２ｃにおいて算出された見かけの変形係数、入力
部３から入力された予定形状データおよび測定物性デー
タを用いて有限要素法により、トンネル、地山、支保部
材の変位量および応力値が求められる。In the fourth arithmetic means 2d, a tunneling is performed by a finite element method using the apparent deformation coefficient calculated by the third arithmetic means 2c, the planned shape data and the measured physical property data input from the input unit 3, and , Ground, and the amount of displacement and stress of the support member are obtained.
【００２３】以上が本実施の形態における構成である
が、続いて、図２のフローチャートに基づき、本実施の
形態の具体的な動作および処理を説明する。本実施の形
態のトンネルの地山挙動予測装置によって、これから掘
削されるトンネルにおけるトンネル、地山、支保部材の
変位量および応力値を予測しようとする場合には、以下
のような手順で解析が行われる。The configuration of the present embodiment has been described above. Next, specific operations and processes of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. When trying to predict the displacement amount and the stress value of the tunnel, the ground, and the supporting member in the tunnel to be excavated by the tunnel ground behavior prediction device of the present embodiment, the analysis is performed in the following procedure. Done.
【００２４】まず、第一の演算手段２ａにおいて、記憶
部１に記憶された形状データ、施工方法データ、物性デ
ータと地表面沈下量Ｙとの関係を表す多変量解析式First, in the first calculating means 2a, a multivariate analytical expression representing the relationship between the shape data, construction method data, physical property data and the amount of land subsidence Y stored in the storage unit 1.
【数１】 における説明変数ｐ，ｑ，ｒ，ｓ，ｔ，ｕ、ｆ、ｇの算
出を行う（ステップＳ１）。なお、本実施の形態におい
ては、ｐ，ｑ，ｒ，ｓ，ｔとして、以下の表１に示すよ
うな値が算出されている。(Equation 1) The calculation of the explanatory variables p, q, r, s, t, u, f, and g is performed (step S1). In the present embodiment, values as shown in Table 1 below are calculated as p, q, r, s, and t.
【表１】 また、説明変数ｆ、ｇは、層別データとしての施工方法
データＦ、Ｇに対応して、その値が変化するパラメータ
である。したがって、ｆ、ｇの値は、分類化された施工
方法のパターンごとにその値が算出されることとなる。
本実施の形態においては、ｆ、ｇとして表２に示すよう
な値が算出されている。[Table 1] The explanatory variables f and g are parameters whose values change in accordance with the construction method data F and G as stratified data. Therefore, the values of f and g are calculated for each classified pattern of the construction method.
In the present embodiment, values as shown in Table 2 are calculated as f and g.
【表２】 [Table 2]
【００２５】一方、入力部３によって、これから施工さ
れるトンネルの予定形状データ、予定施工データ、およ
び測定物性データを入力しておく（ステップＳ２）。こ
の際、具体的には、予定形状データとして、 トンネルの予定断面積 Ｂp（m2） トンネル予定偏平率（予定高さ／予定幅） Ｃp 予定土被り比（予定土被り／予定幅） Ｄp トンネル中心位置までの土被り hop が、予定施工データとして、 トンネルの予定掘削方法 Ｆp トンネルにおいて採用予定の補助工法 Ｇp が、測定物性データとして、 トンネル設置予定の地山において測定された変形係数 Ａm（kgf/cm2） 地山強度比（＝一軸強度／予定土被り×単位体積重量） Ｅm、 ポアソン比 νm、 トンネル中心位置での土圧 Ｐm（tf/m2） が入力される。On the other hand, the input section 3 inputs the planned shape data, the planned construction data, and the measured physical property data of the tunnel to be constructed (step S2). At this time, specifically, as the planned shape data, the planned cross-sectional area of the tunnel B p (m 2 ) The planned flatness of the tunnel (planned height / planned width) C p The planned cover ratio (planned cover / planned width) D p overburden h op to the tunnel center position, as scheduled working data, auxiliary method G p adoption scheduled in schedule excavation method F p tunnel tunnels, as measured physical property data were measured in the natural ground of the tunnel will be established Deformation coefficient A m (kgf / cm 2 ) Ground strength ratio (= uniaxial strength / planned earth covering × unit weight) Em , Poisson ratio ν m , Earth pressure at the center of the tunnel P m (tf / m 2 ) Is entered.
【００２６】次に、ステップＳ１において得られた説明
変数の値、およびステップＳ２において入力された予定
形状データおよび測定物性データを式（１）に代入する
ことによって得られる式を用いて、これから掘削される
トンネルの予想地表面沈下量Ｙpを算出する（ステップ
Ｓ３）。このとき、トンネルの予想地表面沈下量Ｙ
pは、後述する理由により、一度に掘削が行われる全断
面工法相当に換算する必要があり、したがって、ここで
は、掘削工法Ｆおよび補助工法Ｇに関する説明変数ｆ、
ｇの値としては、全断面工法かつ補助工法なしの場合の
値を選択することとする。このため、Ｙpは、表１にお
いて示されたｐ，ｑ，ｒ，ｓ，ｔ，ｕの値およびステッ
プＳ２において入力された予定形状データおよび測定物
性データを式（１）を用いて次のように表せられること
となる。Next, using the equation obtained by substituting the value of the explanatory variable obtained in step S1 and the planned shape data and measured physical property data input in step S2 into equation (1), It is the calculated expected ground surface subsidence Y p of the tunnel (step S3). At this time, the expected ground surface subsidence amount Y of the tunnel
p needs to be converted to the equivalent of the entire cross-section method in which excavation is performed at a time for the reason described below. Therefore, here, the explanatory variables f and f for the excavation method F and the auxiliary method G are used.
As the value of g, a value in the case of the entire section method and no auxiliary method is selected. For this reason, Y p is calculated from the values of p, q, r, s, t, and u shown in Table 1 and the planned shape data and the measured physical property data input in step S2 using the following equation (1). It will be expressed as follows.
【数２】 (Equation 2)
【００２７】このように、これから掘削されるトンネル
の予想地表面沈下量Ｙpが算出された後、第三の演算手
段２ｃにおいて、ＹPと、予定形状データおよび測定物
性データとから、設置予定のトンネル近傍の地山の見か
けの変形係数Ｅaが算出される（ステップＳ４）。第三
の演算手段２ｃにおいて、見かけの変形係数Ｅaを算出
するための式としては、トンネル掘削に伴う地表面沈下
量と地山の変形係数の関係の理論式であるリマノフの式[0027] Thus, after the calculated predicted ground surface subsidence Y p of the tunnel still to be excavated, in a third calculation means 2c, from a Y P, scheduled shape data and measurement property data, planned installation deformation coefficient E a is calculated for the apparent natural ground around tunnel (step S4). In a third operation means 2c, as a formula for calculating the modulus of deformation E a apparent, Rimanofu expression is a theoretical expression of the relationship between the modulus of deformation of the ground surface subsidence and natural ground with the tunnel excavation
【数３】 を、変形した式(Equation 3) Is the transformed expression
【数４】 が用いられる。 ここに、Ｕmax：最大沈下量（ｍ） ν：ポアソン比 Ｐ：トンネル中心位置での土圧（tf/m2） Ｅ：地山の変形係数（tf/m2） ho：トンネル中心位置までの土被り（ｍ） ro：トンネル半径（ｍ） である。リマノフの式（３）は、トンネル覆工を周囲の
地山の圧力により引き起こされる半無限延長の弾性体の
変形としてとらえた式であり、地山の変形係数から地表
面沈下量を推定するものである。また、このリマノフの
式（３）は、過去の事例においても地山の変形係数と地
表面沈下量との関係を比較的よく説明する式として知ら
れている。リマノフの式（３）を変形した式（４）によ
れば、最大沈下量Ｕmaxおよびトンネル、トンネル周囲
の地山における諸データから、地山の変形係数Ｅを算出
することが可能とされており、従って、式（４）を利用
すれば、第二の演算手段２ｂにおいて算出された予想地
表面沈下量Ｙpから、地山の変形係数を逆算することが
できる。ただし、リマノフの式（３）は、円形トンネル
の実測結果から得た弾性体の理論式であるので、この式
を用いて地山の変形係数を逆算しようとする際には、掘
削予定のトンネルの断面を、円形トンネルとして評価し
た場合のトンネル半径roを求めておく必要があり、ま
た、地表面沈下量についても一度に掘削が行われる全断
面工法相当に換算する必要がある。したがって、本実施
の形態においては式（４）を用いてトンネル周囲の地山
の変形係数を逆算するにあたって、roには、トンネルの
断面形状を円形とみなして、トンネルの予定断面積Ｂp
から、(Equation 4) Is used. Where, U max : maximum settlement (m) ν: Poisson's ratio P: earth pressure at the center of the tunnel (tf / m 2 ) E: deformation coefficient of the ground (tf / m 2 ) h o : center of the tunnel Up to (m) r o : Tunnel radius (m). Limanov's equation (3) is an equation that considers tunnel lining as a deformation of a semi-infinitely elongated elastic body caused by the pressure of the surrounding ground, and estimates the amount of land surface subsidence from the deformation coefficient of the ground. It is. Also, this Limanoff equation (3) is known as an equation that relatively well describes the relationship between the deformation coefficient of the ground and the amount of land subsidence in past cases. According to equation (4) obtained by modifying the equation (3) of Rimanofu, the maximum subsidence U max and tunnels, the various data in the natural ground surrounding the tunnel, is it possible to calculate the deformation modulus E of the natural ground cage, therefore, by using equation (4), from the calculated anticipated ground surface subsidence Y p in the second arithmetic means 2b, can be calculated back deformation coefficient of the natural ground. However, since Limanoff's equation (3) is a theoretical equation for an elastic body obtained from the actual measurement result of a circular tunnel, when trying to calculate the deformation coefficient of the ground using this equation, the tunnel to be excavated is used. the cross-section must seek tunnel radius r o of when assessed as a circular tunnel, also it has to be converted into full section method corresponds also drilling is performed at a time for ground surface subsidence. Therefore, when calculated back deformation coefficient of the natural ground surrounding the tunnel using Equation (4) in the present embodiment, the r o, considers tunnel cross section a circular, planned tunnel cross-sectional area B p
From
【数５】 によって算出したropを代入することとしている。ま
た、Ｕmaxとしては前述したように式（１）において
ｆ、ｇの値を、掘削工法を全断面工法とし、補助工法を
なしとした場合の値として設定することにより、全断面
相当の沈下量を得ることができるので、説明変数ｆ、ｇ
の値を０とした式（２）によって算出されたＹpをＵmax
に代入することによって地山の変形係数を求めることと
している。このようにして求められた変形係数は、トン
ネル位置から地表面までの平均的な変形係数であり、見
かけの変形係数Ｅaに相当する。以上により、式（４）
のＵmaxにＹpを、ν、Ｐ、ho、roにそれぞれνm、Ｐm、
hop、ropを代入することによって得られる式、(Equation 5) Is substituted for r op calculated by Further, f in the formula (1) as described above as U max, the value of g, the drilling method to a total cross-sectional method, by setting a value in the case of a No auxiliary method, subsidence of the total cross-section corresponding Since the quantities can be obtained, the explanatory variables f and g
The Y p calculated by the equation (2) which is set to 0 the value U max of
To determine the deformation coefficient of the ground. Deformation coefficients obtained in this way is an average modulus of deformation from the tunnel position to the ground surface, which corresponds to the deformation apparent coefficient of E a. From the above, equation (4)
Of Y p to U max, ν, P, h o, respectively r o ν m, P m,
an expression obtained by substituting h op , r op ,
【数６】 によって、地山の見かけの変形係数Ｅaが算出されるこ
ととなる。(Equation 6) Makes it possible to deform the coefficient E a of apparent natural ground are calculated.
【００２８】以上のように地山の見かけの変形係数Ｅa
が算出された後、こんどは、第四の演算手段２ｃによ
り、有限要素法を用いたトンネルおよびトンネル周辺の
地山の数値解析が行われる（ステップＳ５）。この際、
見かけの変形係数Ｅa、ならびに既に演算部２に入力済
みの予定形状データおよび測定物性データの他に数値解
析に必要な各種物性値（例えば、地山を構成する土の粘
着力、内部摩擦角や支保工として用いられる各種部材の
物性値など）が、併せて入力部３から入力される。As described above, the apparent deformation coefficient E a of the ground is obtained.
Is calculated, the fourth arithmetic means 2c performs numerical analysis of the tunnel and the ground around the tunnel using the finite element method (step S5). On this occasion,
In addition to the apparent deformation coefficient E a and the planned shape data and the measured physical property data that have already been input to the arithmetic unit 2, various physical property values required for numerical analysis (for example, the adhesive strength and the internal friction angle of the soil constituting the ground) And the physical property values of various members used as a shoring) are also input from the input unit 3.
【００２９】ステップＳ５において算出されたトンネ
ル、地山、トンネル支保部材の変位量および応力値など
の解析結果は、ディスプレイ６に表示される他、必要に
応じてプリンタ４、プロッタ５にも出力される（ステッ
プＳ６）。The analysis results such as the displacement and stress of the tunnel, the ground, and the tunnel support member calculated in step S5 are displayed on the display 6 and also output to the printer 4 and the plotter 5 as necessary. (Step S6).
【００３０】以上が本実施の形態のトンネルの地山挙動
予測装置における具体的な動作および処理である。この
ように、本実施の形態においては、測定された地山の変
形係数Ａmを数値解析に使用するための評価を行う際、
過去の形状データおよび施工方法データを多変量解析す
ることによって、地山の変形係数Ａmからいったん予想
地表面沈下量Ｙpを求め、この予想値表面沈下量Ｙpから
従来より知られた理論式（３）、（４）を用いて地山の
見かけの変形係数Ｅaを算出している。The specific operation and processing in the tunnel behavior prediction apparatus according to the present embodiment have been described above. Thus, in the present embodiment, when performing an evaluation for using the deformation coefficients A m of the measured natural ground in numerical analysis,
By multivariate analysis of historical shape data and the construction method data, once determined the expected ground surface subsidence Y p from deformation coefficients A m of the natural ground, conventionally known theory from the estimated value surface subsidence Y p equation (3), calculates the deformation coefficient E a of the apparent natural ground using (4).
【００３１】試験結果としての地山の変形係数Ａmは、
試験時の状態がトンネル掘削時の応力状態と異なること
や、試験方法による結果の違い、地盤の不均一性などの
影響を含んでおり、また、これら試験結果により得られ
た変形係数は、ある一点でのデータであって、地山全体
の平均的な変形係数を反映したものではないため、これ
を適切に評価して数値解析に用いることが必要であっ
た。また、数値解析を行うにあたって必要な地山の変形
係数は、地山の真の変形係数ではなく、トンネルと支保
との相互作用や、先受け工の影響を含んだ地山全体の
「見かけの」変形係数である。そこで、本実施の形態に
おいては、まず、地表面沈下量という物性量に着目する
ことによって、試験結果としての地山の変形係数Ａ
mを、トンネルや地山の全体的な影響を含んだ形に変換
することとしたものである。すなわち、過去のデータか
ら地山の変形係数の測定値Ａと地表面沈下量Ｙとの関係
を多変量解析によってあらかじめ調べておき、この多変
量解析によって導き出された関係を利用して、これから
掘削するトンネルの施工にともなって発生が予想される
予想地表面沈下量Ｙpを求める。この予想地表面沈下量
Ｙpは、当該トンネルを全断面工法による施工と仮定し
た場合の、いわば仮想の地表面沈下量であり、これと同
じ条件でのトンネル地山における理論式である式（４）
に、この予想地表面沈下量Ｙpを代入すれば、数値解析
に必要なトンネルおよびトンネル地山全体の影響を含ん
だ見かけの変形係数Ｅaが求められることとなる。The modulus of deformation A m of the natural ground as the test result,
The conditions at the time of the test differ from the stress conditions at the time of the tunnel excavation, the results of the test methods differ, and the effects of unevenness of the ground, etc., are included. Since the data was a single point and did not reflect the average deformation coefficient of the whole ground, it was necessary to appropriately evaluate this and use it for numerical analysis. In addition, the deformation coefficient of the ground necessary for performing the numerical analysis is not the true deformation coefficient of the ground, but rather the “apparent” deformation of the whole ground including the interaction between the tunnel and the support and the influence of the pre-installation work. "Deformation coefficient. Therefore, in the present embodiment, first, by paying attention to the physical property amount, ie, the amount of land subsidence, the deformation coefficient A of the ground as a test result is obtained.
m is converted to a form that includes the overall effect of the tunnel and the ground. That is, the relationship between the measured value A of the deformation coefficient of the ground and the amount of land subsidence Y is previously examined from the past data by multivariate analysis, and the relationship derived by this multivariate analysis is used to perform excavation. It generated with the construction of a tunnel to seek expected ground surface subsidence Y p expected. The estimated ground surface subsidence amount Y p is a so-called virtual ground surface subsidence amount assuming that the tunnel is constructed by the full-section method, and is a theoretical formula in the tunnel ground under the same conditions ( 4)
To, by substituting the expected ground surface subsidence Y p, deformation coefficient E a apparent including the effects of the whole tunnel and the tunnel natural ground should the numerical analysis is be required.
【００３２】このように、本実施の形態のトンネルの地
山挙動予測方法および予測装置は、地山の変形係数を過
去のデータから合理的に設定できる方法を提供するもの
である。従来は、数値解析に利用する地山の変形係数
は、種々の測定試験結果を参考にして個々の解析担当者
の判断により決定されていたのに対し、本実施の形態の
トンネルの地山挙動予測方法および予測装置によれば、
地山の変形係数を求める際に、解析担当者個人の差が無
くなり、また試験値や地山の不均一性によるバラツキ等
を合理的に補正することができる。したがって、上記の
ように算出された地山の変形係数を有限要素法の入力パ
ラメータとして用いることによって、本実施の形態にお
けるトンネルの地山挙動予測方法および予測装置によれ
ば、トンネル掘削に伴うトンネルおよびトンネル周辺の
地山の挙動を従来に比べ高精度に予測することが可能と
される。As described above, the method and apparatus for predicting the soil behavior of a tunnel according to the present embodiment provide a method capable of setting the deformation coefficient of the soil rationally from past data. Conventionally, the deformation coefficient of the ground used for numerical analysis was determined by the individual analyst in reference to various measurement test results. According to the prediction method and the prediction device,
When calculating the deformation coefficient of the ground, there is no difference between the individuals in charge of analysis, and it is possible to rationally correct variations due to test values and unevenness of the ground. Therefore, by using the deformation coefficient of the ground calculated as described above as an input parameter of the finite element method, according to the method and apparatus for predicting the land movement of the tunnel in the present embodiment, In addition, the behavior of the ground around the tunnel can be predicted with higher accuracy than before.
【００３３】また、本実施の形態においては、上記の多
変量解析を行う際に、地表面沈下量Ｙ、地山の変形係数
Ａの他に、パラメータとしてトンネルの断面積Ｂ、偏平
率Ｃ、土被り比Ｄ、地山強度比Ｅ、掘削方法Ｆ、および
補助工法Ｇまでも含んで解析を行っている。したがっ
て、過去のデータにおけるトンネルの断面積、断面形状
や地山の強度などの影響を合理的に反映した状態で予想
地表面沈下量Ｙpを推定することができ、最近のトンネ
ルの偏平大断面化や施工場所の違いにも対応が可能であ
る。In the present embodiment, when performing the above-described multivariate analysis, in addition to the ground surface subsidence amount Y and the ground deformation coefficient A, parameters such as tunnel cross-sectional area B, flatness C, The analysis includes the soil cover ratio D, the ground strength ratio E, the excavation method F, and the auxiliary construction method G. Therefore, the cross-sectional area of the tunnel in the past data, it is possible to estimate the expected ground surface subsidence Y p while reasonably reflect the influence of the intensity of the cross-sectional shape and the natural ground, flat large section of recent tunnel It is also possible to respond to differences in construction and construction sites.
【００３４】さらに、本実施の形態においては、記憶部
１に記憶されたデータが書き換え可能とされていること
により、今後、施工実績が蓄積されるとともにより高精
度の地山挙動の予測が実現可能とされる。Further, in the present embodiment, since the data stored in the storage unit 1 is rewritable, construction results will be accumulated and more accurate prediction of the ground behavior will be realized in the future. It is possible.
【００３５】以上で本発明の一実施の形態を説明した
が、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、
その形態や利用方法などについて変更が可能である。例
えば、上記実施の形態では、入力部３から入力される予
定形状データとして、トンネルの予定偏平率Ｃp、トン
ネルの予定土被り比Ｄpが、測定物性データとして、地
山強度比Ｅmが入力されているが、これらは、以下のよ
うな関係を持っている。Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment.
The form, the method of use, and the like can be changed. For example, in the above embodiment, as will the shape data inputted from the input unit 3, expected aspect ratio C p of the tunnel, will earth suffers ratio D p tunnels, as measured physical properties data, are natural ground intensity ratio E m Although they are input, they have the following relationship.
【数７】 (Equation 7)
【数８】 (Equation 8)
【数９】 ここに、ｂp：トンネルの予定高さ ｄp：トンネルの予定幅 Ｈp：トンネルの予定土被り高さ γ：地山の単位体積重量 ｑu：地山の一軸強度 したがって、入力部３からこれらを入力し、式（７）、
（８）、（９）のような演算を演算部２において行うよ
うにしてもよい。このようにすることによって、第４の
演算手段２ｄにおいて有限要素法による数値解析を行う
際、入力が必要なパラメータの一部をあらかじめ入力し
ておくことができ、パラメータ入力の手間を省くことが
できる。(Equation 9) Here, b p: planned height d p of the tunnel: planned width of the tunnel H p: height overburden tunnel plan earth gamma: a unit of natural ground volume weight q u: uniaxial strength of the natural ground Accordingly, from the input unit 3 By inputting these, equation (7),
Calculations such as (8) and (9) may be performed in the calculation unit 2. By doing so, when performing the numerical analysis by the finite element method in the fourth calculating means 2d, a part of the parameters that need to be input can be input in advance, and the trouble of inputting the parameters can be saved. it can.
【００３６】また、上記実施の形態においてステップＳ
２およびステップＳ５において入力部３から入力される
データや各種物性値を、あらかじめ記憶部１において記
憶させておき、演算を行う際には、これらを記憶部１か
ら読み出すようにしてもよい。In the above embodiment, step S
In step 2 and step S5, the data and various physical property values input from the input unit 3 may be stored in the storage unit 1 in advance, and these may be read from the storage unit 1 when performing calculations.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のトンネル
の地山挙動予測方法および予測装置においては、過去の
実績に基づき、トンネルの形状データ、トンネルの施工
方法データ、およびトンネル設置対象の地山の物性デー
タと、トンネル掘削によって生じた地表面沈下量との関
係を最適に表すような多変量解析式をあらかじめ形成し
ておき、この多変量解析式に、これから掘削しようとす
るトンネルの予定形状データ、予定施工方法データ、お
よび当該トンネル設置対象の地山において測定された測
定物性データを代入することによって、このトンネルの
掘削に伴って発生が予想される予想地表面沈下量を算出
し、ついで、この算出された予想地表面沈下量から、地
山の見かけの変形係数を算出するようにしている。As described above, according to the method and apparatus for predicting the behavior of the ground in a tunnel according to the present invention, the shape data of the tunnel, the construction method data of the tunnel, and the location of the tunnel A multivariate analysis formula that optimally represents the relationship between the physical property data of the mountain and the amount of land subsidence caused by tunnel excavation is formed in advance, and this multivariate analysis formula is used to plan the tunnel to be excavated in the future By substituting the shape data, the scheduled construction method data, and the measured physical property data measured at the ground on which the tunnel is to be installed, the expected ground subsidence amount expected to occur with the excavation of this tunnel is calculated, Next, the apparent deformation coefficient of the ground is calculated from the calculated expected amount of land subsidence.
【００３８】したがって、従来、地山の変形係数が、試
験結果から解析担当者個々の判断により想定され評価さ
れたのち数値解析に利用されていたのに対して、本発明
においては、解析担当者個々の差が無くなるだけでな
く、試験値や地山の不均一性によるバラツキ等を過去の
データを用いて合理的に補正することが可能とされる。
そのため、上記のように算出された地山の変形係数を有
限要素法の入力パラメータとして用いることにより、ト
ンネル掘削に伴うトンネルおよびトンネル周辺の地山の
挙動を、従来に比べ高精度に予測することが可能とな
る。Therefore, conventionally, the deformation coefficient of the ground has been used for numerical analysis after being assumed and evaluated by the individual judgment of the person in charge of the analysis from the test results. In addition to eliminating individual differences, it is possible to rationally correct, for example, variations due to nonuniformity of test values and ground using past data.
Therefore, by using the deformation coefficient of the ground calculated as described above as an input parameter of the finite element method, the behavior of the ground around the tunnel and the tunnel due to tunnel excavation can be predicted with higher accuracy than before. Becomes possible.
【００３９】また、上記の多変量解析を行う際に、地表
面沈下量、地山の変形係数の他に、トンネルの断面積、
偏平率、土被り比、地山強度比、掘削方法、補助工法も
併せてパラメータとして含んで解析を行うことにより、
過去のデータにおけるトンネルの断面積、断面形状、地
山の強度や施工方法などの影響を合理的に反映した状態
で地表面沈下量を算出することができる。そのため、本
発明は、最近のトンネルの偏平大断面化や施工場所の違
いにも対応が可能である。In performing the above-described multivariate analysis, in addition to the subsidence amount of the ground surface and the deformation coefficient of the ground, the sectional area of the tunnel,
By performing analysis including the flatness ratio, soil cover ratio, ground strength ratio, excavation method, auxiliary method as well as parameters,
The land surface subsidence amount can be calculated in a state in which the influence of the tunnel cross-sectional area, cross-sectional shape, ground strength, construction method, and the like in the past data is reasonably reflected. For this reason, the present invention can cope with recent flattened and large sections of tunnels and differences in construction locations.
【００４０】さらに、上記多変量解析を行うために必要
なデータを記憶する記憶部が、記憶されたデータを書き
換え可能とされることにより、本発明においては、今
後、施工実績が蓄積されるとともに、より高精度の地山
挙動の予測を実現可能とすることができる。Further, the storage unit for storing data necessary for performing the above-mentioned multivariate analysis is made rewritable, so that in the present invention, construction results will be accumulated in the future. Thus, it is possible to more accurately predict the behavior of the ground.
【図１】 本発明の一実施の形態を模式的に示すトンネ
ルの地山挙動予測装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for predicting the behavior of a mountain in a tunnel schematically showing an embodiment of the present invention.
【図２】 図１に示したトンネルの地山挙動予測装置に
おける具体的な動作および処理を示すフローチャートで
ある。FIG. 2 is a flowchart showing a specific operation and processing in the tunnel behavior prediction device shown in FIG. 1;
１ 記憶部 ２ 演算部 ２ａ 第一の演算手段 ２ｂ 第二の演算手段 ２ｃ 第三の演算手段 ２ｄ 第四の演算手段 ３ 入力部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Storage part 2 Operation part 2a First operation means 2b Second operation means 2c Third operation means 2d Fourth operation means 3 Input part
Claims (4)
ル掘削以前に、前記トンネル、前記トンネルの施工に用
いられる支保部材、および前記トンネルが設置される地
山の変位量および応力値を予測するためのトンネルの地
山挙動予測方法であって、 過去に施工されたトンネルの形状データ、該過去に施工
されたトンネルの施工方法データ、および該過去に施工
されたトンネル近傍の地山の物性データと、該過去に施
工されたトンネル掘削にともなう地表面沈下量データと
の関係を最適に表現する多変量解析式における説明変数
を算出しておき、 前記トンネルの予定形状データ、前記トンネルの予定施
工方法データ、および前記トンネル設置予定の地山にお
いて測定された測定物性データから、前記多変量解析式
により、前記トンネルの施工に伴って発生が予想される
予想地表面沈下量を算出し、 前記予想地表面沈下量、前記予定形状データ、および前
記測定物性データから、前記トンネルが設置される地山
の見かけの変形係数を算出し、 前記見かけの変形係数と、前記予定形状データと、前記
測定物性データとに基づいて、前記トンネル、前記トン
ネルが設置される地山、および前記トンネルの施工に用
いられる支保部材の変位量および応力値を有限要素法に
より算出することを特徴とするトンネルの地山挙動予測
方法。When excavating a tunnel, before excavating the tunnel, the tunnel, a supporting member used for construction of the tunnel, and a displacement amount and a stress value of a ground where the tunnel is installed are estimated. A method of predicting the soil behavior of a tunnel, wherein the shape data of the tunnel constructed in the past, the construction method data of the tunnel constructed in the past, and the physical property data of the ground near the tunnel constructed in the past, The explanatory variables in the multivariate analysis formula that optimally represent the relationship with the ground surface settlement amount data accompanying the tunnel excavation constructed in the past are calculated, and the planned shape data of the tunnel and the planned construction method data of the tunnel are calculated. , And from the measured physical property data measured at the ground where the tunnel is to be installed, the multivariate analysis formula is used to construct the tunnel. Calculate the expected amount of land subsidence expected to occur, and calculate the apparent deformation coefficient of the ground where the tunnel is installed from the expected amount of land surface subsidence, the scheduled shape data, and the measured physical property data. The apparent deformation coefficient, the scheduled shape data, and the measured physical property data, based on the tunnel, the ground at which the tunnel is installed, and the displacement amount of the support member used for the construction of the tunnel and A method for predicting the ground behavior of a tunnel, comprising calculating a stress value by a finite element method.
ル掘削以前に、前記トンネル、前記トンネルの施工に用
いられる支保部材、および前記トンネルが設置される地
山の変位量および応力値を予測するためのトンネルの地
山挙動予測装置であって、 過去に施工されたトンネルの形状データと、該過去に施
工されたトンネルの施工方法データと、該過去に施工さ
れたトンネルの地山の物性データと、該過去に施工され
たトンネル掘削にともなう地表面沈下量データとを記憶
する記憶手段と、 前記形状データ、前記施工方法データ、および前記物性
データと、前記地表面沈下量データとの関係を最適に表
現する多変量解析式における説明変数を算出する第一の
演算手段と、 前記トンネルの予定形状データと、前記トンネルの予定
施工方法データと、前記トンネル設置予定の地山におい
て測定された測定物性データとが入力される入力装置
と、 前記予定形状データと、前記予定施工方法データと、前
記測定物性データとから前記多変量解析式を用いて前記
トンネルの施工に伴って発生が予想される予想地表面沈
下量を算出する第二の演算手段と、 前記予想地表面沈下量と、前記予定形状データと、前記
測定物性データとに基づいて、前記トンネルが設置され
る地山の見かけの変形係数を算出する第三の演算手段
と、 前記見かけの変形係数と、前記予定形状データと、前記
測定物性データとに基づいて、前記トンネル、前記トン
ネルが設置される地山、および前記トンネルの施工に用
いられる支保部材の変位量および応力値を有限要素法に
より算出する第四の演算手段とを備えてなることを特徴
とするトンネルの地山挙動予測装置。2. When excavating a tunnel, before excavating the tunnel, the tunnel, a support member used for construction of the tunnel, and a displacement amount and a stress value of a ground where the tunnel is installed are estimated. A soil behavior predicting device for the tunnel, wherein the shape data of the tunnel constructed in the past, the construction method data of the tunnel constructed in the past, and the physical property data of the ground of the tunnel constructed in the past, Storage means for storing ground surface subsidence amount data associated with the tunnel excavation performed in the past; and optimally the relationship between the shape data, the construction method data, and the physical property data, and the ground surface subsidence amount data. First computing means for calculating an explanatory variable in the multivariate analysis expression to be represented; planned shape data of the tunnel; and planned construction method data of the tunnel And an input device to which the measured physical property data measured at the ground where the tunnel is to be installed is input, and the planned shape data, the planned construction method data, and the measured physical property data and the multivariate analysis formula. A second calculating means for calculating an expected ground subsidence amount expected to occur along with the construction of the tunnel using the expected ground surface subsidence amount, the scheduled shape data, and the measured physical property data. A third calculating means for calculating an apparent deformation coefficient of the ground at which the tunnel is installed; based on the apparent deformation coefficient, the scheduled shape data, and the measured physical property data, And a fourth calculating means for calculating a displacement amount and a stress value of a support member used for construction of the tunnel by a finite element method. Natural ground behavior prediction apparatus tunnel characterized by.
装置であって、 前記形状データは、前記過去に施工されたトンネルの断
面積、偏平率、土被り比を含み、 前記施工方法データは、掘削方法、および補助工法を含
み、 前記物性データは、過去に施工されたトンネルが設置さ
れた地山において測定された地山の変形係数、およびト
ンネルの地山強度比を含んだ構成とされることを特徴と
するトンネルの地山挙動予測装置。3. The tunnel behavior prediction device according to claim 2, wherein the shape data includes a cross-sectional area, a flattening rate, and a cover ratio of the tunnel constructed in the past, and the construction method data. Includes an excavation method, and an auxiliary construction method, wherein the physical property data includes a deformation coefficient of the ground measured at the ground where the tunnel was constructed in the past, and a configuration including the ground strength ratio of the tunnel. An apparatus for predicting the behavior of a mountain in a tunnel.
地山挙動予測装置であって、前記記憶手段は、記憶され
たデータを書き換え可能であることを特徴とするトンネ
ルの地山挙動予測装置。4. The tunnel behavior prediction device according to claim 2, wherein said storage means is capable of rewriting stored data. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8242360A JPH1088963A (en) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | Method and device for anticipating behavior of natural ground of tunnel |
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|---|---|---|---|
| JP8242360A JPH1088963A (en) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | Method and device for anticipating behavior of natural ground of tunnel |
Publications (1)
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| JPH1088963A true JPH1088963A (en) | 1998-04-07 |
Family
ID=17088034
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP8242360A Withdrawn JPH1088963A (en) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | Method and device for anticipating behavior of natural ground of tunnel |
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| JP (1) | JPH1088963A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003072327A (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | Estimating method of actual measurement, and its program |
| CN102071689A (en) * | 2011-01-26 | 2011-05-25 | 上海交通大学 | Optimized construction method of static pressure pile close to existing tunnel |
| CN102071944A (en) * | 2010-12-17 | 2011-05-25 | 中铁十四局集团有限公司 | Simulation detection system for surface subsidence of shield tunnel construction |
| CN102434166A (en) * | 2011-11-24 | 2012-05-02 | 上海交通大学 | Device and method for testing influence of tunnel excavation on existing close-distance parallel tunnels |
| JP2019105055A (en) * | 2017-12-11 | 2019-06-27 | 株式会社竹中工務店 | Earth-retaining support device and earth-retaining support model learning device |
| CN110348098A (en) * | 2019-07-02 | 2019-10-18 | 中铁四局集团有限公司 | Clay loess tunnel excavation simulation parameter assignment method |
| CN112035937A (en) * | 2020-09-07 | 2020-12-04 | 河南城建学院 | Tunnel construction surrounding rock deformation analysis and informatization construction method |
| CN116522741A (en) * | 2023-07-04 | 2023-08-01 | 湖南大学 | Soft clay stratum shield tunnel lifting amount prediction method for bag grouting |
-
1996
- 1996-09-12 JP JP8242360A patent/JPH1088963A/en not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003072327A (en) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | Estimating method of actual measurement, and its program |
| CN102071944A (en) * | 2010-12-17 | 2011-05-25 | 中铁十四局集团有限公司 | Simulation detection system for surface subsidence of shield tunnel construction |
| CN102071689A (en) * | 2011-01-26 | 2011-05-25 | 上海交通大学 | Optimized construction method of static pressure pile close to existing tunnel |
| CN102434166A (en) * | 2011-11-24 | 2012-05-02 | 上海交通大学 | Device and method for testing influence of tunnel excavation on existing close-distance parallel tunnels |
| JP2019105055A (en) * | 2017-12-11 | 2019-06-27 | 株式会社竹中工務店 | Earth-retaining support device and earth-retaining support model learning device |
| CN110348098A (en) * | 2019-07-02 | 2019-10-18 | 中铁四局集团有限公司 | Clay loess tunnel excavation simulation parameter assignment method |
| CN112035937A (en) * | 2020-09-07 | 2020-12-04 | 河南城建学院 | Tunnel construction surrounding rock deformation analysis and informatization construction method |
| CN112035937B (en) * | 2020-09-07 | 2023-12-22 | 河南城建学院 | Tunnel construction surrounding rock deformation analysis and informatization construction method |
| CN116522741A (en) * | 2023-07-04 | 2023-08-01 | 湖南大学 | Soft clay stratum shield tunnel lifting amount prediction method for bag grouting |
| CN116522741B (en) * | 2023-07-04 | 2023-09-05 | 湖南大学 | Soft clay stratum shield tunnel lifting amount prediction method for bag grouting |
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