地盤計測

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地盤挙動・周辺環境の計測と管理,新しい計測技術の開発

地盤には数多くの不確定要因があり,理論や予測解析,設計計算には多くの理想化された仮定が含まれています。したがって,実際の地盤の挙動を知るためには,直接,現場を計測し,観測する必要があります。当研究所では,現場から得られたデータをもとに,現象と理論の両面から総合的に地盤挙動を分析・評価し,施工管理や地盤災害の防止に取り組んでいます。また,新たな計測機器の開発や高度情報化に即した計測管理システムの構築などを行っています。

シールドトンネル掘進管理の基本的な流れ

シールド掘進に伴う周辺地盤の挙動分析・評価

近年,都市部では地上・地下の重要構造物が輻輳した中でのシールド近接工事が増加しています。このような状況下の工事では,近接構造物への影響を最小限に抑制し,安全かつ経済的な施工が求められています。シールド工事による地盤変形は掘進施工状況に大きく関わることから,シールド機制御システムと地盤計測システムを接続し,シールド掘進の施工状況と地盤特性の関係を分析することによって,最適な掘進方法を提案しています。

切羽が測定点直下に達するまでに生じる沈下・隆起現象で,切羽圧と抵抗圧のバランス状態によって発生する。
測定点直下に切羽が到達し,シールドマシンのテールが通過し終わるまでに生じる変形で,余掘やシールドの姿勢制御に伴って生じる。シールド~周辺地盤間のせん断変形による地盤の撹乱が生じる。    
テールが測定点直下を通過した後に生じる変形現象で,テールボイド部の応力解放による変形や裏込め注入による変形が発生する。
地盤の撹乱に伴う圧密,漏水に伴う圧密および覆工の変形などによって長期的に生じる変形現象を示す。

Webサーバー型の広域自動計測システムの開発

これまでのコンピュータ計測システムをさらに発展させ,昨今の通信ネットワークの高度・高速化に即応して,現場計測のIT 化とDB化を推進しています。現在,Webサーバー型計測システムを構築し,OSに依存しないホームページ型の現場計測システムが運営可能となりました。広域観測,遠隔管理,情報公開など,様々な用途への適用が期待されます。

新たな計測機器の開発

【光ファイバゴムセンサ】

(エヌ・ティ・ティ・インフラネット(株),(株)高速道路総合技術研究所,ブリヂストン・ケー・ビー・ジー(株)との共同研究)
光ファイバを敷設した弾性体(天然ゴム棒)を地山に埋設し,一体化させることで,地山変位に追従する弾性体の連続したひずみを計測できます。掘削工事における地盤変状,斜面の地すべりに関するモニタリングシステムとして有効です。
(地盤工学会関西支部 平成20年度 地盤技術賞受賞)

【パッド式土圧計】

シールドトンネルのセグメントに作用する覆工土圧を正確に測定するために,薄くて大型受圧面の油圧パッド式シールド覆工用土圧計を開発しました。現在,種々の地盤における計測管理に採用され,シールドトンネル覆工技術における作用外力や継手構造の解明に寄与しています。

【ユニバーサル変位計】

シールドトンネルでは,後続設備や排土設備の関係で,内空変位(特に横方向)の自動計測が困難でした。そこで,微小な角度の変化を検知する角度センサーと長さの変化を検知するロッドを組合わせたユニバーサル変位計を開発しました。これにより様々な形状の鉛直・水平方向変位の連続計測が可能となりました。