山岳トンネルのスポーツベット 掲示板工を合理化できる新しい設計プログラムを開発
〜北海道の音威子府(おといねっぷ)トンネルに適用しスポーツベット 掲示板工を合理化〜
スポーツベット（本社：東京都港区、社長：中村満義）は、山岳トンネルのスポーツベット 掲示板工の設計に関する新しい解析手法を考案し、これを反映したFEM解析プログラム「トレーシー（TRASY;Tunneling Rational Analysis with Support Yielding model)」 を開発しました。土被りが大きく、かつ、脆弱な地盤内に建設されるトンネルに新しい解析手法を適用することで、トンネルのスポーツベット 掲示板工を合理化できます。
土被りが250mを超え、脆弱な地盤を掘削する音威子府トンネル（北海道開発局、現在施工中）にこの新しい解析手法を適用し、トンネルスポーツベット 掲示板工の合理化を実現しました。
従来のスポーツベット 掲示板解析手法と問題点
トンネルスポーツベット 掲示板工（鋼製スポーツベット 掲示板工や吹付けコンクリート）の仕様は、岩盤の程度に応じてあらかじめ決められている標準スポーツベット 掲示板パターンが一般的に採用されます。しかし、断層などに代表される地質が脆弱な箇所では、個々の地質状況を反映できる数値解析（FEM解析）が用いられます。具体的には、鋼製スポーツベット 掲示板工と吹付けコンクリートに発生する応力をFEM解析で求め、双方の応力が許容値を下回るように、鋼製スポーツベット 掲示板工のサイズと吹付けコンクリートの強度や厚さを決定します。
図-1 鋼製スポーツベット 掲示板工と吹付けコンクリート
つまり、従来の解析手法を用いて設計すると、吹付けコンクリートに余裕があっても、鋼製スポーツベット 掲示板工の応力が許容値を超過すれば、鋼製スポーツベット 掲示板工のサイズを大きくすることになります。
図-2 従来の解析手法に基づくトンネルスポーツベット 掲示板工の設計方法 しかし、実際のトンネルにおいては、鋼製スポーツベット 掲示板工の応力が許容値（降伏応力）に達すると、その状態のまま壊れることなくトンネルの変形に追随し（図-3 B）、土圧がさらに増えれば、鋼製スポーツベット 掲示板工に代わって吹付けコンクリートや周辺の地盤が土圧を負担する（図-3 C）ことが、当社のこれまでの実測結果から判明しました。つまり、実際は、鋼製スポーツベット 掲示板工の応力が許容値（降伏応力）に達しても、吹付けコンクリートの応力に余裕がある限りトンネルの安定性は保たれるため、スポーツベット 掲示板工のサイズを大きくする必要はないことがわかったのです。
図-3 実現象におけるトンネルスポーツベット 掲示板への作用土圧とスポーツベット 掲示板応力の関係
新しい解析手法の概要
そこでスポーツベットは、鋼製スポーツベット 掲示板工の応力が許容値（降伏応力）に到達すると、その状態を維持しながら変形に追随し、その後は吹付けコンクリートや周辺の地盤に土圧が分散される状況をシミュレーションできるFEMトンネル解析プログラム「トレーシー（TRASY;Tunneling Rational Analysis with Support Yielding model)」を開発しました。（特許出願中 特願 2011-130236）
具体的には、当社の保有するFEM解析プログラムに鋼材の部材特性（図-4）を考慮する機能と、部材に段階的に土圧を作用させて部材の応力が許容値に到達したかどうかを逐次判定する機能を加えました。
図-4 一般的な鋼材の応力―ひずみ関係
今後の展開
今後は、土被りが大きいトンネルや地盤が脆弱なトンネルなど、大きな土圧が作用するトンネルにおいて、この解析手法を積極的に適用し、スポーツベット 掲示板工の合理化を実現することにしています。
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