軟弱な堆積地層における力学的な初期状態と施工性の評価システムの開発

Development of a system to measure the in-situ mechanical conditions and to evaluate easiness of underground construction in the weak sedimentary rock

石島 洋二*; 藤井 義明*; 川北 稔*; 中間 茂雄 ; 松井 裕哉 

Ishijima, Yoji*; Fujii, Yoshiaki*; Kawakita, Minoru*; Nakama, Shigeo; Matsui, Hiroya

強度と剛性が小さい軟岩は、わが国にはかなり広く分布している。軟岩を対象としたトンネルなどの岩盤構造物の建設は、岩盤の破壊と著しい変形を伴うので、一般に、作業が困難で維持も容易でない。この問題を克服する合理的な方法は、軟岩の強度・剛性などの力学的特性と軟岩が地山で置かれている初期地圧などの力学的な初期状態を明らかにし、岩盤構造物の建設に伴う力学的な擾乱を正確に予測する手法を確立し、それに基づいて設計・施工をすることである。しかしながら、軟岩の初期地圧や地山強度に関する情報は、測定が困難であるために、従来ほとんど得られていない。 本研究は、このような状況に鑑み、軟岩を対象として1本のボーリングによって地圧と岩石の強度変形特性、ならびに孔周辺の緩み範囲と孔の時間依存性の変形を計測するシステムを開発した。幌延の珪藻質泥岩を対象に計測システムの有効性を確認するための原位置計測を行った。本報告は研究で得られた多くの知見を報告するものである。

The ratio of soft rock occupied in the whole rock mass in Japan is relatively high. Strata control problems occur more frequently in soft rock than in hard rock, since fracture and large deformation are easily induced in soft rock whose strength and stiffness are small in magnitude. A rational method to overcome these problems is to develop such system to measure the rock stresses as well as to evaluate the in-situ strength of the rock mass and to use these data to predict the phenomena occurred during nderground constructions and to reflect them to design of the rock mass structure. However, the technique of measurements which can be used in soft rock has not been developed to this day, due to many problems to overcome. Purpose of the present investigation is to develop a system to measure such components as the rock stress, the width of the fissured one and the creep deformation, by using a single borehole drilled in the soft rock. To confirm the validity of this system, the in-situ measurements were conducted in the soft iatomaceous mudstone in Horonobe district, Hokkaido, Japan. Various findings obtained in this investigation will be reported.