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立坑周辺岩盤の時間依存性挙動に及ぼす軸方向初期地圧の影響

Effect of axial stress on time-dependent behavior of rock mass around shaft

羽柴 公博; 佐藤 稔紀  ; 瀬野 康弘

Hashiba, Kimihiro; Sato, Toshinori; Seno, Yasuhiro

坑道の長期的な安定性評価において、従来から数値シミュレーションが用いられてきた。その場合、メッシュ作成や取り扱いが容易な、坑道掘進方向(軸方向)に垂直な二次元平面モデルが用いられることが多い。しかし、地下の岩盤は三軸応力状態であり、軸方向の応力が破壊条件を支配する最大主応力や最小主応力になる可能性がある。また、立坑においては、軸方向(鉛直方向)初期地圧や側圧係数が深度方向に変化するため、それに応じて変形・破壊モードも変化する可能性がある。本研究では、岩石の非線形粘弾性や破壊を表現できる力学モデルを用いて、立坑周辺岩盤の時間依存性挙動に及ぼす軸方向初期地圧の影響を検討した。その結果、時間依存性の程度が小さく、破壊が脆性的な岩石の場合は、軸方向初期地圧の影響は小さいことが確認された。一方、時間依存性の程度が大きく、破壊が延性的な岩石の場合、軸方向初期地圧が大きくなるほど、変形が急速に進み、破壊までの時間が顕著に短くなることがわかった。

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