JPH0829297A - Method and apparatus for test of shield excavation model - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To realize dynamic similarity to an actual object and to precisely confirm a soil covered load by a method wherein a test-soil tank which has housed model ground is placed on a centrifugal-force loading device and a centrifugal acceleration filed which is (n) times as large as a gravitational acceleration is obtained by adjusting a rotation. CONSTITUTION:A test soil tank which has housed model ground is placed on a centrifugal force loading device 10. A model stand 13 used to mount a shield excavation model device 100 including the test soil tank which has housed the model ground is shaft-attached via a shaft 14 on the side at one end of a horizontal arm 12 attached to a vertical shaft 11 and a counterweight mounting stand 16 used to mount a counterweight 16a keeping a weight balance with the side of the model stand 13 is attached to the side at the other end via a shaft 15 in the same manner. Consequently, the loading device 10 can place the model device 100 in a desired (n times) centrifugal acceleration field when the model device 100 including the test-soil tank which has housed the model ground is placed on the model stand 13 and the horizontal arm 12 is turned.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はシールド掘進模型試験方
法及びその装置に関するもので、さらに詳しくは、シー
ルドトンネルの覆工荷重等を実験室で模型を使用して測
量・確認するためのシールド掘進模型試験方法及びその
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 shield excavation model test method and apparatus, and more particularly to a shield excavation model for measuring and confirming the lining load of a shield tunnel in a laboratory using a model. The present invention relates to a model test method and its apparatus.

【０００２】[0002]

【従来の技術】シールドトンネル掘削においては、シー
ルド掘進機のスキンプレートのテール内にセグメントを
組み立てて一次覆工して地山を支持し、その後必要に応
じて、該セグメントの内側に仕上げとしての二次覆工を
施工している。そして、このシールドトンネルの覆工の
設計は、我が国においては主に慣用計算法が用いられて
いる。しかし、この慣用計算法では、正確には実際の覆
工荷重に対してどの程度一致性を有するのかは必ずしも
把握できているものではない。2. Description of the Related Art In excavating a shield tunnel, a segment is assembled in the tail of a skin plate of a shield machine and a primary lining is carried to support a natural ground, and thereafter, as a finishing process is performed on the inside of the segment, if necessary. Secondary lining is under construction. In Japan, the design of the lining of this shield tunnel is based on the conventional calculation method. However, with this conventional calculation method, it is not always possible to understand exactly how much the actual lining load has a match.

【０００３】そこで、従来から正確な覆工荷重を求める
努力が種々なされており、その主なものは以下に示すご
ときものである。 類似データ収集法 実際のシールドトンネル掘削現場で多くの覆工荷重の計
測を積み重ね、そのデータを蓄積・整理して平均値を求
めたり、理論的解析を行う。 遠心模型実験法 ｎ分の１の縮小シールド掘進機模型を作って、予め縮小
した模型地盤内に埋入しておき、これを、遠心力載荷装
置で重力加速度のｎ倍の遠心加速度場において（ｎ倍の
遠心力を与え）覆工荷重を測定しその値を理論解析す
る。また、重力加速度のｎ倍の遠心加速度場においてテ
ールボイド発生させる外筒を縮小トンネル模型より引き
抜くようになしたものも提案されている。Therefore, various efforts have been made in the past to obtain an accurate lining load, the main ones of which are as follows. Similar data collection method A large number of lining load measurements are piled up at actual shield tunnel excavation sites, and the data are accumulated and arranged to obtain average values and theoretical analysis is performed. Centrifugal model experiment method A 1 / n scaled-down shield machine model is made and embedded in the scaled-down model ground in advance, and this is placed in a centrifugal acceleration device at a centrifugal acceleration field n times the gravity acceleration ( (Given n times the centrifugal force) Measure the lining load and theoretically analyze the value. In addition, there is also proposed a case in which an outer cylinder that causes a tail void in a centrifugal acceleration field that is n times the gravitational acceleration is pulled out from a reduced tunnel model.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記類似デー
タ収集法は、実際のシールド工法によるトンネル工事で
多くの覆工荷重を計測できるので信頼性は高いとされて
いるが、覆工に作用する土圧等は地盤と覆工との相互作
用に依るもので、さらに地質条件、シールドマシンの機
種、施工工程、テールボイド量、施工技術にも大きく影
響を受け、これら諸条件によってあまりにも複雑な測定
値変化を呈するもので、実際にはあまり利用価値の高い
有益なデータが収集されないでいるという課題を有して
いる。However, the above-mentioned similar data collection method is considered to be highly reliable because it can measure a large amount of lining load in tunnel construction by the actual shield construction method, but it acts on the lining. Earth pressure depends on the interaction between the ground and the lining, and is also greatly affected by geological conditions, shield machine model, construction process, tail void amount, construction technology, and these conditions make the measurement too complicated. However, it has a problem that useful data of high utility value is not collected in practice.

【０００５】さらに、遠心模型実験法は、予めトンネル
模型を模型地盤内に収納しておくものであるから、この
模型地盤を遠心加速度場においても、埋入したシールド
掘進機模型の影響で適正な地盤圧密状態（地盤自重応力
状態）が再現できず、また、実際の掘進、掘削による地
盤応力の開放も再現できないという制約を有し、このよ
うな模型地盤内では実物への覆工荷重を正確に求めるこ
とが困難であるという課題を有している。Further, in the centrifugal model experiment method, since the tunnel model is stored in the model ground in advance, even in the centrifugal acceleration field of this model ground, it is appropriate due to the influence of the buried shield machine model. There is a restriction that the ground consolidation state (ground self-weight stress state) cannot be reproduced and that the actual ground excavation and the release of the ground stress due to the excavation cannot be reproduced. In such a model ground, the lining load on the actual product is accurate. There is a problem that it is difficult to seek.

【０００６】上記の改良法として、遠心力載荷装置によ
って、模型地盤を遠心加速度場において該模型地盤を先
ず圧密させ、次いで、一時遠心力載荷装置の運転を止め
シールド掘進機模型を挿入する孔を削孔し、この削孔内
にシールド掘進機模型を挿入する方法が想定できるが、
この方法も、上記削孔のために一度遠心力載荷装置の運
転を中断する必要性を有し、遠心力を与えた状態でシー
ルド掘進機模型を挿入することができないので、測定値
になお信頼性を得られないという課題を有している。As an improved method, the model ground is first consolidated in a centrifugal acceleration field by a centrifugal force loading device, then the operation of the centrifugal force loading device is temporarily stopped, and a hole for inserting a shield machine model is formed. A method of drilling and inserting a shield machine model into this drilling can be assumed,
This method also requires the operation of the centrifugal force loading device to be interrupted once due to the above-mentioned drilling, and the shield machine model cannot be inserted under the condition that centrifugal force is applied, so the measured values are still reliable. There is a problem that it is not possible to obtain the nature.

【０００７】そこで、本発明は遠心力載荷装置を利用し
て、幾何学的に１／ｎ倍の縮尺した模型を用いる場合、
ｎ倍の遠心加速度場におくことで、実物との力学相似性
を実現し、正確な覆工荷重を確認できるシールド掘進模
型試験方法及びその装置を提供することを目的としたも
のである。In view of the above, the present invention utilizes a centrifugal force loading device to use a model geometrically reduced by a factor of 1 / n,
It is an object of the present invention to provide a shield excavation model test method and apparatus capable of realizing a mechanical similarity with an actual product and confirming an accurate lining load by placing it in an n-fold centrifugal acceleration field.

【０００８】さらに、本発明の別の目的とするところ
は、ｎ倍の遠心加速度場に１／ｎ倍の縮小模型を設置し
ても、実際のシールドトンネル掘削時に発生する諸条件
が一致しないと信頼性の高い測定が不可能なことから、
実際の乃至は実際と均等の施工工程が忠実に再現でき、
覆工荷重を始め周辺地盤乃至地表面への影響をも測定で
きるシールド掘進模型試験装置を提供することを目的と
したものである。Another object of the present invention is that even if a 1 / n-fold reduction model is installed in an n-fold centrifugal acceleration field, various conditions that occur during actual excavation of a shield tunnel do not match. Since reliable measurement is impossible,
You can faithfully reproduce the actual or even the actual construction process,
It is an object of the present invention to provide a shield excavation model test device capable of measuring not only the lining load but also the influence on the surrounding ground or the ground surface.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的に沿い、先述
特許請求の範囲を要旨とする本発明の構成は前述課題を
解決するために、遠心力載荷装置１０に模型地盤Ａを収
納した試験土槽１０１を搭載し、上記遠心力載荷装置１
０を運転して上記試験土槽１０１を重力加速度のｎ倍の
遠心加速度場においた状態で、該試験土槽１０１の側面
に設けた開口１０１ａより、１／ｎの径で外周面に覆工
荷重検出センサー２２１，２２１，２２１・・・を取り
付け、その外周には実際の施工で発生するテールボイド
の厚みの１／ｎの厚みの外筒２１０を抜き差し可能に嵌
着したトンネル覆工模型２２０を、該トンネル覆工模型
２２０の先端に取り付けたカッターディスク２３４とト
ンネル覆工模型２２０内に収納した排泥用のスクリュー
２３２とを回転しつつ挿入して、上記トンネル覆工模型
２２０が模型地盤Ａ内に所定量進入したらその挿入を停
止して、外筒２１０を抜き出して上記覆工荷重検出セン
サー２２１，２２１，２２１・・・で覆工荷重を検出す
るようになした技術的手段を講じたものである。In order to solve the above-mentioned problems, in order to solve the above-mentioned problems, the structure of the present invention, which is based on the above-mentioned claims, is a test in which the model ground A is stored in the centrifugal force loading device 10. The soil tank 101 is mounted and the centrifugal force loading device 1 is mounted.
0 is operated and the test soil tank 101 is placed in a centrifugal acceleration field of n times the gravitational acceleration, and a lining is applied to the outer peripheral surface with a diameter of 1 / n from the opening 101a provided on the side surface of the test soil tank 101. The load detecting sensors 221, 221, 221, ... Are attached, and a tunnel lining model 220 in which the outer cylinder 210 having a thickness of 1 / n of the thickness of the tail void generated in actual construction is detachably fitted is attached to the outer periphery thereof. Then, the cutter disk 234 attached to the tip of the tunnel lining model 220 and the sludge draining screw 232 housed in the tunnel lining model 220 are inserted while rotating, and the tunnel lining model 220 is transferred to the model ground A. When a predetermined amount enters the inside, the insertion is stopped, the outer cylinder 210 is pulled out, and the lining load is detected by the lining load detection sensors 221, 221, 221, ... It is those that take means.

【００１０】また「請求項２」の発明は、遠心力載荷装
置１０に模型地盤Ａを収納した試験土槽１０１を搭載
し、上記遠心力載荷装置１０を運転して上記試験土槽１
０１を重力加速度のｎ倍の遠心加速度場においた状態
で、該試験土槽１０１の側面に設けた開口１０１ａよ
り、１／ｎの径で外周面に覆工荷重検出センサー２２
１，２２１，２２１・・・を取り付け、その外周には実
際の施工で発生するテールボイドの厚みの１／ｎの厚み
の外筒２１０を抜き差し可能に嵌着したトンネル覆工模
型２２０を、該覆工模型２２０の先端に取り付けたカッ
ターディスク２３４とトンネル覆工模型２２０内に収納
した排泥用のスクリュー２３２とを回転しつつ挿入し
て、模型地盤Ａ内に埋入した土圧計４００で模型地盤Ａ
内の土圧変動を、試験土槽１０１の上部に取り付けた測
距装置３００で模型地盤Ａの地表面の変位を測定し、上
記トンネル覆工模型２２０が模型地盤Ａ内に所定量進入
したらその挿入を停止して、外筒２１０を抜き出して上
記覆工荷重検出センサー２２１，２２１，２２１・・・
で覆工荷重を検出するようになした技術的手段を講じた
ものである。Further, in the invention of "Claim 2", the test soil tank 101 in which the model ground A is stored is mounted on the centrifugal force loading device 10, and the centrifugal force loading device 10 is operated to operate the test soil tank 1 described above.
01 in a centrifugal acceleration field n times the gravitational acceleration, through the opening 101a provided on the side surface of the test soil tank 101, the lining load detection sensor 22 on the outer peripheral surface with a diameter of 1 / n.
, 221, 221, ... Attached to the outer periphery thereof is a tunnel lining model 220 in which an outer cylinder 210 having a thickness of 1 / n of the thickness of the tail void generated in actual construction is detachably fitted. A cutter disk 234 attached to the tip of the model 220 and a mud-screwing screw 232 housed in the tunnel lining model 220 are inserted while rotating, and the earth pressure gauge 400 embedded in the model ground A is used to model the ground. A
With respect to the fluctuation of soil pressure inside, the displacement of the ground surface of the model ground A is measured by the distance measuring device 300 attached to the upper part of the test soil tank 101, and when the tunnel lining model 220 enters the model ground A by a predetermined amount, The insertion is stopped, the outer cylinder 210 is pulled out, and the lining load detection sensors 221, 221, 221, ...
It is a technical measure to detect the lining load.

【００１１】さらに「請求項３」の発明は、遠心力載荷
装置１０に搭載する模型地盤Ａを収納した試験土槽１０
１の一側面側に枠体１０３を連設し、この枠体１０３に
は駆動源１１１によって試験土槽１０１の一側面に接離
する方向に移動する移動体１２０を設け、上記試験土槽
１０１の一側面側には開口１０１ａを設け、移動体１２
０の試験土槽１０１側面には該開口１０１ａ内に出入す
る外筒２１０の基端を連結し、この外筒２１０は実際の
施工で発生するテールボイドの厚みの１／ｎの肉厚とな
し、上記外筒２１０内には１／ｎの径で外周面に覆工荷
重検出センサー２２１，２２１，２２１・・・を取り付
けた筒状のトンネル覆工模型２２０をその先端開口部よ
り挿入して取り付け、さらに、上記トンネル覆工模型２
２０内には、筒２３１内にスクリュー２３２を有したス
クリュー駆動軸２３３を収納し、このスクリュー駆動軸
２３３の先端にはカッターディスク２３４を取り付けた
カッター兼排泥管２３０を、該トンネル覆工模型２２０
の先端開口側より挿入し、該スクリュー駆動軸２３３の
後端側は該カッター兼排泥管２３０と上記移動体１２０
を貫通して後方に突出させて、その後方貫出部をスプラ
イン軸部２３３ａとなし、上記スクリュー駆動軸２３３
のスプライン軸部２３３ａには、このスプライン軸部２
３３ａが挿入する摺動プーリー２３９を設け、上記移動
体１２０にこの摺動プーリー２３９を介してスクリュー
駆動軸２３３を回転する駆動源２３５を取り付けてなる
技術的手段を講じたものである。Further, in the invention of "Claim 3", the test soil tank 10 in which the model ground A to be mounted on the centrifugal force loading device 10 is stored.
A frame body 103 is continuously provided on one side surface of the test soil tank 101. The frame body 103 is provided with a moving body 120 which is moved by a drive source 111 in a direction toward and away from one side surface of the test soil tank 101. An opening 101a is provided on one side surface of the moving body 12
The base end of the outer cylinder 210 that goes in and out of the opening 101a is connected to the side surface of the test soil tank 101 of 0, and the outer cylinder 210 has a thickness of 1 / n of the thickness of the tail void generated in actual construction, Inside the outer cylinder 210, a cylindrical tunnel lining model 220 having a diameter of 1 / n and having lining load detection sensors 221, 221, 221, ... Furthermore, the tunnel lining model 2
A screw drive shaft 233 having a screw 232 in a cylinder 231 is housed in the cylinder 20, and a cutter / drainage pipe 230 having a cutter disk 234 attached to the tip of the screw drive shaft 233 is installed in the tunnel lining model. 220
The screw drive shaft 233 and the rear end side of the screw drive shaft 233 are the cutter and sludge discharge pipe 230 and the moving body 120.
Of the screw drive shaft 233.
The spline shaft portion 233a of the
A sliding pulley 239 into which 33a is inserted is provided, and a technical means is provided in which a driving source 235 for rotating the screw driving shaft 233 is attached to the moving body 120 via the sliding pulley 239.

【００１２】さらに「請求項４」の発明は、遠心力載荷
装置１０に搭載する模型地盤Ａを収納した試験土槽１０
１の一側面側に枠体１０３を連設し、この枠体１０３に
は駆動源１１１によって正逆転する螺子棒１１２と、こ
の螺子棒１１２に螺合して該螺子棒１１２の回転で試験
土槽１０１の一側面に接離する方向に移動する移動体１
２０とを設け、上記試験土槽１０１の一側面側には開口
１０１ａを設け、移動体１２０の試験土槽１０１側面に
は該開口１０１ａ内に出入する外筒２１０の基端を連結
し、この外筒２１０は実際の施工で発生するテールボイ
ドの厚みの１／ｎの肉厚となし、上記外筒２１０内には
１／ｎの径で外周面に覆工荷重検出センサー２２１，２
２１，２２１・・・を取り付けた筒状のトンネル覆工模
型２２０をその先端開口部より挿入して取り付け、さら
に、上記トンネル覆工模型２２０内には、筒２３１内に
スクリュー２３２を有したスクリュー駆動軸２３３を収
納し、このスクリュー駆動軸２３３の先端にはカッター
ディスク２３４を取り付けたカッター兼排泥管２３０
を、該トンネル覆工模型２２０の先端開口側より挿入
し、該スクリュー駆動軸２３３の後端側は該カッター兼
排泥管２３０と上記移動体１２０を貫通して後方に突出
させて、その後方貫出部をスプライン軸部２３３ａとな
し、上記スクリュー駆動軸２３３のスプライン軸部２３
３ａには、このスプライン軸部２３３ａが挿入する摺動
プーリー２３９を設け、上記移動体１２０にこの摺動プ
ーリー２３９を介してスクリュー駆動軸２３３を回転す
る駆動源２３５を取り付けて、前記試験土槽１０１の上
部には模型地盤Ａの地表面までの距離をトンネル覆工模
型２２０の中心軸と直交方向に走査測定する測距装置３
００を設けてなる技術的手段を講じたものである。Further, the invention of "Claim 4" is that the test soil tank 10 containing the model ground A to be mounted on the centrifugal force loading device 10.
1. A frame 103 is continuously provided on one side surface of the first frame 103, and a screw rod 112 that is rotated forward and backward by a driving source 111 is screwed to the screw rod 112. The screw rod 112 is rotated to rotate the test soil. Moving body 1 that moves in a direction toward and away from one side surface of tank 101
20 is provided, an opening 101a is provided on one side surface side of the test soil tank 101, and a base end of an outer cylinder 210 that goes into and out of the opening 101a is connected to a side surface of the test soil tank 101 of the moving body 120. The outer cylinder 210 has a wall thickness of 1 / n of the thickness of the tail void generated in the actual construction, and the outer cylinder 210 has a diameter of 1 / n and the lining load detection sensors 221 and 221 on the outer peripheral surface.
A tubular tunnel lining model 220 to which 211, 221, ... Are attached is inserted and attached from the tip opening portion thereof, and further, a screw having a screw 232 in a tube 231 is provided in the tunnel lining model 220. A drive shaft 233 is housed, and a cutter / sludging pipe 230 in which a cutter disk 234 is attached to the tip of the screw drive shaft 233.
Is inserted from the front end opening side of the tunnel lining model 220, and the rear end side of the screw drive shaft 233 penetrates the cutter / mud discharge pipe 230 and the moving body 120 and is projected rearward, The spline shaft portion 233a is formed as the protruding portion, and the spline shaft portion 23 of the screw drive shaft 233 is formed.
3a is provided with a sliding pulley 239 into which the spline shaft portion 233a is inserted, and a drive source 235 for rotating the screw driving shaft 233 is attached to the moving body 120 via the sliding pulley 239, and the test soil tank is provided. A distance measuring device 3 for scanning and measuring the distance to the ground surface of the model ground A in the upper part of 101 in a direction orthogonal to the central axis of the tunnel lining model 220.
This is because the technical means of providing 00 is taken.

【００１３】さらに「請求項５」の発明は、遠心力載荷
装置１０に搭載する模型地盤Ａを収納した試験土槽１０
１の一側面側に枠体１０３を連設し、この枠体１０３に
は駆動源１１１によって正逆転する螺子棒１１２と、こ
の螺子棒１１２に螺合して該螺子棒１１２の回転で試験
土槽１０１の一側面に接離する方向に移動する移動体１
２０とを設け、上記試験土槽１０１の一側面側には開口
１０１ａを設け、移動体１２０の試験土槽１０１側面に
は該開口１０１ａ内に出入する外筒２１０の基端を連結
し、この外筒２１０は実際の施工で発生するテールボイ
ドの厚みの１／ｎの肉厚となし、上記外筒２１０内には
１／ｎの径で外周面に覆工荷重検出センサー２２１，２
２１，２２１・・・を取り付けた筒状のトンネル覆工模
型２２０をその先端開口部より挿入し、このトンネル覆
工模型２２０は、先端側からカッターディスク収納筒部
２２０ａ、センサー装着筒部２２０ｂ、基端筒部２２０
ｃの筒切り三分割形状となし、さらに、上記トンネル覆
工模型２２０内には、筒２３１内にスクリュー２３２を
有したスクリュー駆動軸２３３を収納し、このスクリュ
ー駆動軸２３３の先端にはカッターディスク２３４を取
り付けたカッター兼排泥管２３０を、該トンネル覆工模
型２２０の先端開口側より挿入し、上記カッター兼排泥
管２３０と前記カッターディスク収納筒部２２０ａ及び
基端筒部２２０ｃとを相互に連結固定し、このカッター
ディスク収納筒部２２０ａと基端筒部２２０ｃとの間に
位置するセンサー装着筒部２２０ｂはその中をカッター
兼排泥管２３０が遊挿する内径となし、かつ、このセン
サー装着筒部２２０ｂには回転を防止して昇降方向への
移動を可能とする回転抑止装置２５５を設け、上記スク
リュー駆動軸２３３の後端側は該カッター兼排泥管２３
０と上記移動体１２０を貫通して後方に突出させて、そ
の後方貫出部をスプライン軸部２３３ａとなし、上記ス
クリュー駆動軸２３３のスプライン軸部２３３ａには、
このスプライン軸部２３３ａが挿入する摺動プーリー２
３９を設け、上記移動体１２０にこの摺動プーリー２３
９を介してスクリュー駆動軸２３３を回転する駆動源２
３５を取り付けてなる技術的手段を講じたものである。Further, the invention of "Claim 5" is a test soil tank 10 containing a model ground A to be mounted on a centrifugal force loading device 10.
1. A frame 103 is continuously provided on one side surface of the first frame 103, and a screw rod 112 that is rotated forward and backward by a driving source 111 is screwed to the screw rod 112. The screw rod 112 is rotated to rotate the test soil. Moving body 1 that moves in a direction toward and away from one side surface of tank 101
20 is provided, an opening 101a is provided on one side surface side of the test soil tank 101, and a base end of an outer cylinder 210 that goes into and out of the opening 101a is connected to a side surface of the test soil tank 101 of the moving body 120. The outer cylinder 210 has a wall thickness of 1 / n of the thickness of the tail void generated in the actual construction, and the outer cylinder 210 has a diameter of 1 / n and the lining load detection sensors 221 and 221 on the outer peripheral surface.
The tubular tunnel lining model 220 to which the 21, 221 ... Are attached is inserted from the tip opening portion thereof, and the tunnel lining model 220 has a cutter disk storage tubular portion 220a, a sensor mounting tubular portion 220b, from the tip side. Proximal end tubular portion 220
In the tunnel lining model 220, a screw drive shaft 233 having a screw 232 is housed in the tunnel lining model 220, and a cutter disk 234 is provided at the tip of the screw drive shaft 233. The cutter / mud discharge pipe 230 with the attached is inserted from the tip opening side of the tunnel lining model 220, and the cutter / mud discharge pipe 230 and the cutter disc storage cylinder 220a and the base cylinder 220c are mutually connected. The sensor mounting cylinder 220b, which is connected and fixed and is located between the cutter disk housing cylinder 220a and the base cylinder 220c, does not have an inner diameter into which the cutter / sludging pipe 230 is loosely inserted, and this sensor The mounting cylinder portion 220b is provided with a rotation restraining device 255 that prevents rotation and enables movement in the vertical direction. The rear end side of the cutter Kenhai mud pipe 23
0 and the moving body 120 are projected rearward to form the rearward extending portion as a spline shaft portion 233a, and the spline shaft portion 233a of the screw drive shaft 233 includes:
Sliding pulley 2 into which this spline shaft portion 233a is inserted
39 is provided, and the sliding pulley 23 is provided on the moving body 120.
Drive source 2 for rotating the screw drive shaft 233 via 9
This is a technical means in which 35 is attached.

【００１４】[0014]

【作用】次ぎに、本発明の作用を説明する。先ず、本発
明に使用される遠心力載荷装置１０は、その運転により
搭載した試験土槽１０１に遠心力を載荷する作用を呈す
るのは無論である。Next, the operation of the present invention will be described. First, it goes without saying that the centrifugal force loading device 10 used in the present invention exhibits the action of loading the test soil tank 101 loaded with the centrifugal force by its operation.

【００１５】そして、上記遠心力載荷装置１０に、模型
地盤Ａを収納した試験土槽１０１を搭載して、この遠心
力載荷装置１０を運転することにより、該遠心力載荷装
置１０の回転数調整で重力加速度のｎ倍の遠心加速場が
得られ、この遠心加速場におかれた試験土槽１０１内の
模型地盤Ａを、所望（ｎ倍）の地盤自重応力状態となす
作用を呈する。Then, the test soil tank 101 accommodating the model ground A is mounted on the centrifugal force loading device 10 and the centrifugal force loading device 10 is operated to adjust the rotational speed of the centrifugal force loading device 10. A centrifugal acceleration field of n times the gravitational acceleration is obtained, and the model ground A in the test soil tank 101 placed in this centrifugal acceleration field is brought into a desired (n times) ground self-weight stress state.

【００１６】模型地盤Ａを遠心力載荷によって所望の地
盤自重応力状態となしたら、該試験土槽１０１の側面に
設けた開口１０１ａより、１／ｎの径で外周面に覆工荷
重検出センサー２２１，２２１，２２１・・・を取り付
け、その外周には実際の施工で発生するテールボイドの
厚みの１／ｎの厚みの外筒２１０を抜き差し可能に嵌着
したトンネル覆工模型２２０を、該トンネル覆工模型２
２０の先端に取り付けたカッターディスク２３４とトン
ネル覆工模型２２０内に収納した排泥用のスクリュー２
３２とを回転しつつ挿入すると、該模型地盤Ａは所定の
地盤自重応力状態のもとに順次掘削される作用を呈す
る。なお、カッターディスク２３４の回転数、トンネル
覆工模型２２０の挿入速度は、種々調整することで、掘
進速度、排泥量、掘進速度と排泥量等の相互関係を、実
際のトンネル施工過程と相似させることができる作用を
呈するものである。When the model ground A is brought into a desired ground self-stress state by centrifugal loading, a lining load detection sensor 221 having a diameter of 1 / n from the opening 101a provided on the side surface of the test soil tank 101 on the outer peripheral surface. , 221, 221, and the like, and a tunnel lining model 220 in which an outer cylinder 210 having a thickness of 1 / n of the thickness of the tail void generated in actual construction is detachably fitted on the outer periphery of the tunnel lining model 220. Engineering model 2
Cutter disk 234 attached to the tip of 20 and screw 2 for sludge removal stored in tunnel lining model 220
When 32 and 32 are inserted while rotating, the model ground A exhibits a function of being sequentially excavated under a predetermined ground self-weight stress state. The rotation speed of the cutter disk 234 and the insertion speed of the tunnel lining model 220 are variously adjusted to determine the relationship between the excavation speed, the amount of sludge, the excavation speed and the amount of sludge, and the actual tunnel construction process. It exhibits an action that can be similar.

【００１７】そして、上記トンネル覆工模型２２０が模
型地盤Ａ内の所定の位置まで進入したらその挿入を停止
して、外筒２１０を試験土槽１０１の側面に設けた開口
１０１ａより引き抜くことで、この外筒２１０の肉厚に
よってトンネル覆工模型２２０の回りに空部が発生する
ことになるが、この空部は実際のトンネル施工の覆工の
外周部位に形成されるテールボイドに相応するもので、
テールボイド量が覆工荷重に与える影響をも実際の場合
と同様に加味した測定を行える作用を呈するものであ
る。When the tunnel lining model 220 has reached a predetermined position in the model ground A, the insertion is stopped and the outer cylinder 210 is pulled out from the opening 101a provided on the side surface of the test soil tank 101. Due to the thickness of the outer cylinder 210, a void portion is generated around the tunnel lining model 220, and this void portion corresponds to a tail void formed on the outer peripheral portion of the lining of the actual tunnel construction. ,
As in the actual case, the effect of the amount of tail voids on the lining load is also taken into account for the measurement.

【００１８】外筒２１０を抜き出すことで、覆工荷重検
出センサー２２１，２２１，２２１・・・がテールボイ
ドを有した模型地盤Ａ内に露出するので、この覆工荷重
検出センサー２２１，２２１，２２１・・・で覆工荷重
を測定できる作用を呈する。なお、１／ｎのトンネル覆
工模型２２０及び模型地盤Ａを使用するも、ｎ倍の重力
加速度場においては、模型地盤Ａが実際と同じ自重応力
状態を再現できる作用を呈するものであり、実物と同じ
値の覆工荷重を測定できる（後記「表１」参照）作用を
呈することになる。By pulling out the outer cylinder 210, the lining load detection sensors 221, 221, 221 ... Are exposed in the model ground A having tail voids, so that the lining load detection sensors 221, 221, 221.・ ・ Has the effect of measuring the lining load. Although 1 / n of the tunnel lining model 220 and the model ground A are used, the model ground A exhibits the action of reproducing the same self-weight stress state as the actual one in the n-fold gravitational acceleration field. The same lining load can be measured (see "Table 1" below).

【００１９】次ぎに、「請求項２」の発明は、前記した
ように模型地盤Ａを所定の地盤自重応力状態のもとに順
次掘削するので、地盤自重応力解放乃至それに伴う地表
への影響をも模擬実現でき、これらを土圧計４００や、
測距装置３００で測定できる作用を呈するものである。Next, in the invention of "Claim 2", since the model ground A is sequentially excavated under a predetermined ground self-weight stress state as described above, the ground self-weight stress is released or the influence on the ground surface due to the release. Can also be simulated, and earth pressure gauge 400,
The distance measuring device 300 exhibits an action that can be measured.

【００２０】次に、本発明装置の作用を説明する。「請
求項３」の発明は、「図２」図示状態、すなわち、試験
土槽１０１には所定の深さの模型地盤Ａを収納し、該試
験土槽１０１の側面に設けた開口１０１ａを塞ぐように
外筒２１０の先端部のみを該開口１０１ａ内に挿入した
状態で、該試験土槽１０１を遠心力載荷装置１０に搭載
し、該遠心力載荷装置１０を運転する。Next, the operation of the device of the present invention will be described. The invention of "Claim 3" is in the state shown in "Fig. 2", that is, the model soil A having a predetermined depth is stored in the test soil tank 101, and the opening 101a provided on the side surface of the test soil tank 101 is closed. As described above, the test soil tank 101 is mounted on the centrifugal force loading device 10 with only the tip of the outer cylinder 210 being inserted into the opening 101a, and the centrifugal force loading device 10 is operated.

【００２１】そして、遠心力載荷装置１０の運転が安定
し、所定の遠心加速度場が得られたら、駆動源１１１を
正転し、駆動源２３５を作動させる。すると、駆動源２
３５により該トンネル覆工模型２２０の先端に取り付け
たカッターディスク２３４とトンネル覆工模型２２０内
に収納した排泥用のスクリュー２３２とを回転し、駆動
源１１１によって、移動体１２０と外筒２１０とトンネ
ル覆工模型２２０とカッター兼排泥管２３０とは推進力
を得て前進し、模型地盤Ａはカッターディスク２３４で
掘削されスクリュー２３２で排出され、実際のシールド
トンネルの掘削と同様に掘削が行われる作用を呈する。When the operation of the centrifugal load device 10 is stabilized and a predetermined centrifugal acceleration field is obtained, the drive source 111 is rotated in the normal direction and the drive source 235 is operated. Then drive source 2
The cutter disc 234 attached to the tip of the tunnel lining model 220 and the screw 232 for sludge removal stored in the tunnel lining model 220 are rotated by 35, and the drive source 111 causes the moving body 120 and the outer cylinder 210 to move. The tunnel lining model 220 and the cutter / sludging pipe 230 move forward with propulsion, and the model ground A is excavated by the cutter disk 234 and discharged by the screw 232, which is excavated in the same manner as the actual excavation of the shield tunnel. Exhibits the effect of being

【００２２】そして、模型地盤Ａの所定距離の掘削が終
了したら、駆動源２３５の作動を止め、駆動源１１１を
逆転する。すると、移動体１２０は後進し、連結した外
筒２１０も後進する。しかし、この際に移動体１２０は
後進するもトンネル覆工模型２２０とカッター兼排泥管
２３０は、外筒２１０の先端開口側より（「図３」左側
より）挿入され、スクリュー駆動軸２３３のスプライン
軸部２３３ａ部にこのスプライン軸部２３１ａが挿入す
る摺動プーリー２３９を設けてあるので該摺動プーリー
２３９はスクリュー駆動軸２３３を後方に引っ張ること
がないので、このトンネル覆工模型２２０とカッター兼
排泥管２３０は模型地盤Ａ内に残る（トンネル覆工模型
２２０の先端は外筒２１０で覆われず、土圧が加わり後
進を防いでいる。なお、この土圧のみではトンネル覆工
模型２２０の後進が防げない場合は後記するストッパー
１０９を使用する。）ことになる。When the excavation of the model ground A for a predetermined distance is completed, the operation of the drive source 235 is stopped and the drive source 111 is reversed. Then, the moving body 120 moves backward, and the connected outer cylinder 210 also moves backward. However, at this time, although the moving body 120 moves backward, the tunnel lining model 220 and the cutter / mud discharge pipe 230 are inserted from the tip opening side of the outer cylinder 210 (from the left side of “FIG. 3”), and the screw drive shaft 233 Since the sliding pulley 239 into which the spline shaft portion 231a is inserted is provided in the spline shaft portion 233a, the sliding pulley 239 does not pull the screw drive shaft 233 rearward. The combined mud pipe 230 remains in the model ground A (the tip of the tunnel lining model 220 is not covered by the outer cylinder 210, and earth pressure is applied to prevent backward movement. Note that this earth pressure alone prevents the tunnel lining model. If the backward movement of 220 cannot be prevented, the stopper 109 described later is used.).

【００２３】したがって、上記の状態で覆工荷重検出セ
ンサー２２１が模型地盤Ａ内に露出するので、この覆工
荷重検出センサー２２１で覆工荷重を測定できる作用を
呈するのは前記と同じである。Therefore, since the lining load detection sensor 221 is exposed in the model ground A in the above state, the lining load detection sensor 221 has the same function as the lining load can be measured.

【００２４】そして、外筒２１０が後進することで、前
記テールボイドに相応する空部を形成できる作用を呈す
る。実際のシールドトンネル掘削ではこの外筒２１０は
シールド掘進機のスキンプレートに相応するもので、こ
のスキンプレートは前進することでセグメントリングよ
りなる覆工の外周にテールボイドを形成するが、本発明
では進行方向が逆となるのみでテールボイドが形成され
る工程は同じで、実際にテールボイド生じた場合の覆工
荷重への影響を再現できる作用を呈するものである。When the outer cylinder 210 moves backward, it has the function of forming a void corresponding to the tail void. In an actual shield tunnel excavation, the outer cylinder 210 corresponds to the skin plate of the shield machine, and the skin plate advances to form a tail void on the outer periphery of the lining made of the segment ring. The process of forming the tail voids is the same only when the directions are reversed, and the effect of reproducing the lining load when the tail voids actually occur is exhibited.

【００２５】次に「請求項４」の発明は、試験土槽１０
１の上部に模型地盤Ａの地表面までの距離をトンネル覆
工模型２２０の中心軸と直交方向に走査測定する測距装
置３００を設けているので、上記作用に加えて、トンネ
ル掘削に伴う地表面への影響を測定でき、さらには的確
な掘進が行われたかを確認できる作用を呈する。Next, the invention of "claim 4" is the test soil tank 10
Since the distance measuring device 300 for scanning and measuring the distance to the ground surface of the model ground A in the direction orthogonal to the central axis of the tunnel lining model 220 is provided on the upper part of 1, the ground accompanying the tunnel excavation is provided in addition to the above operation. It has the effect of being able to measure the effect on the surface and confirming whether or not a proper excavation has been performed.

【００２６】すなわち、トンネル掘削に伴う地表面への
影響を測定するには、遠心力載荷装置１０の運転が安定
し、所定の遠心加速度場が得られたら、掘削を開始する
前に、測距装置３００によりトンネル覆工模型２２０の
中心軸と直交方向に地表面までの距離をある一定距離間
隔（自由設定可能）で走査測定しておき、これを基準値
とする。そして、この測距装置３００は以後トンネル覆
工模型２２０の中心軸上方に停止させ、その位置で模型
地盤Ａの地表面までの距離の測定をある一定時間間隔
（自由設定可能）で行う。するとトンネル掘削に伴う地
表面の***あるいは沈下現象が把握でき、トンネル掘削
が切羽を安定した状態で適正に行われたのかを確認でき
る作用を呈するものである。That is, in order to measure the influence on the ground surface due to the tunnel excavation, if the operation of the centrifugal force loading device 10 is stabilized and a predetermined centrifugal acceleration field is obtained, the distance measurement is performed before the excavation is started. The apparatus 300 scans and measures the distance to the ground surface in a direction orthogonal to the central axis of the tunnel lining model 220 at a certain fixed distance interval (which can be freely set), and sets this as a reference value. Then, the distance measuring device 300 is thereafter stopped above the central axis of the tunnel lining model 220, and the distance to the ground surface of the model ground A at that position is measured at certain fixed time intervals (free setting is possible). Then, the uplift or subsidence phenomenon of the ground surface due to the tunnel excavation can be grasped, and it is possible to confirm whether or not the tunnel excavation was properly performed with the face being stable.

【００２７】さらに、トンネル掘削終了後、外筒２１０
を後進させテールボイドを形成した後にも、測距装置３
００により模型地盤Ａの地表面までの距離の走査測定を
行うとテールボイドが地表面に及ぼす影響を再現できる
作用を呈するものである。Further, after the tunnel excavation is completed, the outer cylinder 210
Even after moving backward to form the tail void, the distance measuring device 3
When 00 is used for scanning measurement of the distance to the ground surface of the model ground A, the effect that the effect of the tail void on the ground surface can be reproduced is exhibited.

【００２８】また「請求項５」の発明は、トンネル覆工
模型２２０を先端側からカッターディスク収納筒部２２
０ａ、センサー装着筒部２２０ｂ、基端筒部２２０ｃの
筒切り三分割状となし、このセンサー装着筒部２２０ｂ
は所定範囲で昇降自在となしてあるので、固定部位とな
る基端筒部２２０ｃ乃至筒２３１が覆工荷重の反力受け
として機能したり、トンネル覆工模型２２０の自重成分
が覆工荷重に加算されるのを防ぎ、覆工荷重をより的確
に検出するように作用する。Further, in the invention of "Claim 5", the tunnel lining model 220 is provided with the cutter disk housing cylindrical portion 22 from the front end side.
0a, the sensor mounting cylinder 220b, and the base end cylinder 220c are cut into three parts, and this sensor mounting cylinder 220b
Is movable up and down within a predetermined range, the base end tube portion 220c to the tube 231 serving as a fixed portion function as a reaction force receiving lining load, or the self-weight component of the tunnel lining model 220 acts on the lining load. It prevents addition and acts to detect the lining load more accurately.

【００２９】[0029]

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。先ず、本
発明シールド掘進模型試験方法は、遠心力載荷装置１０
に模型地盤Ａを収納した試験土槽１０１を搭載する。Next, embodiments of the present invention will be described. First, the shield excavation model test method of the present invention is applied to a centrifugal force loading device 10
The test soil tank 101 accommodating the model ground A is mounted on the.

【００３０】上記遠心力載荷装置１０は従来公知な種々
の方式のものが利用可能であるが、図示実施例ではビー
ム（水平アーム）型と称される遠心力載荷装置を使用し
たもので、中央に図では省略した駆動源（本実施例で
は、油圧モーターが使用されている。）で回転する垂直
回転軸１１を設け、この垂直回転軸１１に水平アーム１
２を取り付け、この水平アーム１２の一端側には模型地
盤Ａを収納した試験土槽１０１（図示実施例では、この
試験土槽１０１を含むシールド掘進機模型装置１００）
を搭載する模型台１３を軸１４を介して枢着し、他端側
には該模型台１３側との重量バランスを保つカウンター
ウエート１６ａを搭載するカウンターウエート搭載台１
６を同じく軸１５を介して取り付けてある。The centrifugal force loading device 10 can use various conventionally known types, but in the illustrated embodiment, a centrifugal force loading device called a beam (horizontal arm) type is used, and the center is used. A vertical rotary shaft 11 that rotates with a drive source (a hydraulic motor is used in the present embodiment), which is omitted in the figure, is provided, and the horizontal arm 1 is attached to the vertical rotary shaft 11.
2, a test soil tank 101 in which a model ground A is stored on one end side of the horizontal arm 12 (in the illustrated embodiment, a shield machine model device 100 including this test soil tank 101)
A counterweight mounting base 1 on which a model base 13 for mounting a counterweight 16a is pivotally mounted via a shaft 14 and a counterweight 16a for maintaining a weight balance with the model base 13 side is mounted on the other end side.
6 is also attached via a shaft 15.

【００３１】したがって、上記遠心力載荷装置１０は、
模型台１３に模型地盤Ａを収納した試験土槽１０１（シ
ールド掘進機模型装置１００）を載せて水平アーム１２
を回転することで該シールド掘進機模型装置１００を
（試験土槽１０１内に収納された模型地盤Ａを）所望の
遠心加速度場におくことができるもので、具体的には本
実施例では水平アーム１２の回転半径が３３００ｍｍ，
垂直回転軸１１の最大回転数２２５ｒｐｍとして、最大
遠心加速度１５０Ｇの遠心加速度場を得ることができる
ものを使用している。Therefore, the centrifugal force loading device 10 is
The test soil tank 101 (the shield machine model device 100) in which the model ground A is stored is placed on the model table 13 and the horizontal arm 12 is mounted.
The shield excavator model device 100 (the model ground A stored in the test soil tank 101) can be placed in a desired centrifugal acceleration field by rotating the. The turning radius of the arm 12 is 3300 mm,
As the maximum rotation speed of the vertical rotation shaft 11 of 225 rpm, one capable of obtaining a centrifugal acceleration field of maximum centrifugal acceleration of 150 G is used.

【００３２】なお、模型台１３とカウンターウエート搭
載台１６とを軸１４，１５で枢支したのは、垂直回転軸
１１が停止している時に、模型台１３とカウンターウエ
ート搭載台１６とが「図１」に実線で示すように自重で
吊り下げられ、シールド掘進機模型装置１００及びカウ
ンターウエイト１６ａの取り付け及び取り外しが便利な
ようになしたためであり、実線図示状態から垂直回転軸
１１乃至水平アーム１２を回転させると模型台１３とカ
ウンターウエート搭載台１６とは遠心力を得て同図破線
で示すように水平アーム１２と同一水平線上に位置する
ようになしてある。The model base 13 and the counterweight mounting base 16 are pivotally supported by the shafts 14 and 15 because the model base 13 and the counterweight mounting base 16 are "when the vertical rotation shaft 11 is stopped. This is because it is suspended by its own weight as shown by the solid line in FIG. 1 ", which makes it convenient to attach and detach the shield machine model device 100 and the counterweight 16a. When 12 is rotated, the model base 13 and the counterweight mounting base 16 obtain a centrifugal force and are positioned on the same horizontal line as the horizontal arm 12 as shown by the broken line in the figure.

【００３３】また「図１」中、１７はスリップリングを
示すもので、シールド掘進機模型装置１００の駆動電源
や、シールド掘進機模型装置１００より検出した各種電
気的検出値はこのスリップリング１７を介して入出力さ
れるようになしてあり、検出した各種電気的検出値はコ
ンピュータ１８等で処理されるようになしてある。該コ
ンピュータ１８は遠心力載荷装置１０の制御信号入力用
にも使用されるのは無論であり、また、１９はこのコン
ピュータ１８とは別途または該コンピュータ１８と相互
に連結して設けた監視・制御盤を示すものである。Further, in FIG. 1, reference numeral 17 denotes a slip ring. The slip ring 17 is used as a drive power source of the shield machine model device 100 and various electric detection values detected by the shield machine model device 100. Input / output is performed through the computer, and various detected electrical detection values are processed by the computer 18 or the like. Needless to say, the computer 18 is also used for inputting a control signal of the centrifugal load device 10, and 19 is a monitoring / control provided separately from the computer 18 or connected to the computer 18. It shows a board.

【００３４】そして、本発明シールド掘進模型試験方法
は、上記遠心力載荷装置１０を運転して上記試験土槽１
０１を重力加速度のｎ倍の遠心加速度場においた状態
で、試験土槽１０１の側面に設けた開口１０１ａより、
１／ｎの径で外面側に覆工荷重検出センサー２２１，２
２１，２２１・・・を取り付け、その外周には実際の施
工で発生するテールボイドの厚みの１／ｎの厚みの外筒
２１０を抜き差し可能に嵌着したトンネル覆工模型２２
０を、該トンネル覆工模型２２０の先端に取り付けたカ
ッターディスク２３４とトンネル覆工模型２２０内に収
納した排泥用のスクリュー２３２とを回転しつつ挿入す
る。In the shield excavation model test method of the present invention, the centrifugal loading device 10 is operated to operate the test soil tank 1.
01 in a centrifugal acceleration field n times the gravitational acceleration, through the opening 101a provided on the side surface of the test soil tank 101,
Lining load detection sensors 221 and 2 on the outer surface with a diameter of 1 / n
The tunnel lining model 22 in which the outer cylinders 210 having a thickness of 1 / n of the thickness of the tail void generated in actual construction are detachably attached
0 is inserted while rotating the cutter disk 234 attached to the tip of the tunnel lining model 220 and the screw 232 for sludge removal stored in the tunnel lining model 220.

【００３５】上記において、遠心力載荷装置１０を運転
して上記試験土槽１０１を重力加速度のｎ倍の遠心加速
度場においた状態とするには、しばらくの間、該遠心力
載荷装置１０を運転して試験土槽１０１内の模型地盤Ａ
を遠心力で圧密させこの模型地盤Ａがｎ倍の自重応力を
得るようになす。In the above, in order to operate the centrifugal load device 10 and place the test soil tank 101 in the centrifugal acceleration field of n times the gravitational acceleration, the centrifugal load device 10 is operated for a while. Then, the model ground A in the test soil tank 101
Is consolidated by centrifugal force so that the model ground A obtains n times its own weight stress.

【００３６】上記開口１０１ａは、模型地盤Ａにおいて
実際のトンネル深度の１／ｎの深さに相当する部位に設
けておき、トンネル覆工模型２２０は模型地盤Ａ内の、
実際のトンネル深度に対して１／ｎに相対する深さに挿
入されるようになしてある。The opening 101a is provided in a portion corresponding to a depth of 1 / n of the actual tunnel depth in the model ground A, and the tunnel lining model 220 is in the model ground A.
It is designed to be inserted at a depth corresponding to 1 / n with respect to the actual tunnel depth.

【００３７】そして、上記トンネル覆工模型２２０は、
実際のシールド掘削に使用する覆工の１／ｎの径を有
し、かつ実際のシールド掘削に使用する覆工と同じ材質
で正確な１／ｎ模型を使用するのが望ましいのは無論で
あるが、本実施例ではトンネル覆工模型２２０を製造す
る便宜上金属体を使用し、外径のみを１／ｎとなしてあ
る。なお、このトンネル覆工模型２２０の質量は実際の
覆工の１／ｎとなすのが望ましいが、実際にはそのよう
な材質を見つけ出すことが不可能であるので、本実施例
ではトンネル覆工模型２２０の自重成分を演算によって
補正する（実施例では、トンネル覆工模型２２０の質量
を模型地盤Ａの単位体積重量と略一致させておき、トン
ネル覆工模型２２０の自重は重力加速度のｎ倍の遠心加
速度場ではｎ倍となるので、この自重成分が作用する覆
工荷重検出センサー２２１のみを補正する。）ようにな
している。The tunnel lining model 220 is
Of course, it is desirable to use an accurate 1 / n model that has the diameter of 1 / n of the lining used for actual shield excavation and is made of the same material as the lining used for actual shield excavation. However, in this embodiment, a metal body is used for convenience of manufacturing the tunnel lining model 220, and only the outer diameter is 1 / n. It is desirable that the mass of the tunnel lining model 220 be 1 / n of the actual lining, but it is impossible to find such a material in practice, so in this embodiment, the tunnel lining model is used. The self-weight component of the model 220 is corrected by calculation (in the embodiment, the mass of the tunnel lining model 220 is made substantially equal to the unit volume weight of the model ground A, and the self-weight of the tunnel lining model 220 is n times the gravitational acceleration. Since the centrifugal acceleration field is n times as large, only the lining load detection sensor 221 on which this self-weight component acts is corrected.).

【００３８】そして、上記覆工荷重検出センサー２２１
としてはロードセルが使用でき、その受圧面をトンネル
覆工模型２２０の外周面に露出するようにしてこのトン
ネル覆工模型２２０内に埋入してある。Then, the lining load detection sensor 221.
As the load cell, a load cell can be used and is embedded in the tunnel lining model 220 such that the pressure receiving surface is exposed on the outer peripheral surface of the tunnel lining model 220.

【００３９】また、上記外筒２１０は実際のシールド掘
進機のスキンプレートに相当するもので、実際のトンネ
ル掘削では、スキンプレートの後部内で覆工（セグメン
トリング）を組み立て、この組み立てられた覆工を反力
受けとしてスキンプレートを含むシールド掘進機が推進
ジャッキで推進するようになしてあるので、覆工とその
外側の地山との間には、スキンプレートの厚み、スキン
プレートと覆工との間のテールシールに必要なスペース
分の間隙が発生することになり、この間隙をテールボイ
ドと称している。そこで、このテールボイドを上記外筒
２１０によって再現しようとしたもので、この外筒２１
０が実際のスキンプレートと相違することは、その厚み
がスキンプレートの１／ｎではなくテールボイドの１／
ｎの厚みとなしてある。なお、作動としては実際にはス
キンプレートは前進してテールボイドが発生するが、外
筒２１０のみを前進させることはその構造が複雑となる
ばかりか、試験土槽１０１内のスペースを有効に利用で
きないので後進（試験土槽１０１の外側に引き抜く）す
ることでテールボイドを生ずるようになしている。Further, the outer cylinder 210 corresponds to a skin plate of an actual shield machine. In actual tunnel excavation, a lining (segment ring) is assembled in the rear part of the skin plate, and the assembled cover is assembled. Since the shield machine including the skin plate receives the work as a reaction force and is propelled by the propulsion jack, the thickness of the skin plate, the skin plate and the lining are provided between the lining and the ground outside the lining. A space corresponding to the space required for the tail seal between the and is generated, and this space is called a tail void. Therefore, this tail void is intended to be reproduced by the outer cylinder 210.
The difference between 0 and the actual skin plate is that its thickness is not 1 / n of the skin plate but 1 / n of the tail void.
The thickness is n. In operation, the skin plate actually moves forward to generate a tail void. However, if only the outer cylinder 210 is moved forward, the structure becomes complicated and the space in the test soil tank 101 cannot be effectively used. Therefore, the tail void is generated by moving backward (pulling out to the outside of the test soil tank 101).

【００４０】そして、上記トンネル覆工模型２２０（シ
ールド掘進機模型２００）を模型地盤Ａ内に挿入する
が、この挿入は、無論遠心力載荷装置１０が運転中であ
るので遠隔操作によって行うのは無論であるが、むやみ
に模型地盤Ａ内に挿入するのではなく、該トンネル覆工
模型２２０の先端に取り付けたカッターディスク２３４
とトンネル覆工模型２２０内に収納した排泥用のスクリ
ュー２３２とを回転して、カッターディスク２３４で該
模型地盤Ａを掘削し、掘削した土砂をスクリュー２３２
で試験土槽１０１外に排出しながら挿入し、その掘削・
排泥量と挿入速度とを適宜な関係に調整して挿入する。
すなわち、掘削・排泥量に比較して挿入量が少ないと切
羽に空部が発生し切羽が崩壊し地表面の沈下が生じ、掘
削・排泥量に比較してシールド掘進機模型２００の挿入
量が多いと周辺地山を圧密して地表面***等が生ずるの
は実際のトンネル掘削と同じで、このトンネル覆工模型
２２０の挿入は通常切羽の安定を考慮して行われ、逆に
切羽の安定を阻害するような事態は後記する各種センサ
ーで検出して確認するものとする。Then, the tunnel lining model 220 (shield excavator model 200) is inserted into the model ground A. Of course, since the centrifugal load device 10 is operating, this insertion is not performed remotely. Needless to say, the cutter disk 234 attached to the tip of the tunnel lining model 220 is not inserted into the model ground A unnecessarily.
And the screw 232 for sludge removal stored in the tunnel lining model 220 are rotated, the model ground A is excavated by the cutter disk 234, and the excavated earth and sand is screwed 232.
Insert it while ejecting it out of the test soil tank 101, and excavate it.
The amount of sludge and the insertion speed are adjusted to an appropriate relationship before insertion.
That is, when the amount of insertion is smaller than the amount of excavation / sludging, an empty space is generated in the face and the face collapses, causing subsidence of the ground surface. When the amount is large, the surrounding ground is compacted to cause uplift of the ground surface as in actual tunnel excavation. This tunnel lining model 220 is normally inserted in consideration of the stability of the face, and conversely Any situation that hinders the stability of the shall be detected and confirmed by the various sensors described below.

【００４１】そして、上記覆工模型２２０が模型地盤Ａ
内に所定量進入したらその挿入を停止して、外筒２１０
を抜き出して上記覆工荷重検出センサー２２１，２２
１，２２１・・・で覆工荷重を検出する。The lining model 220 is the model ground A.
When a predetermined amount enters the inside, the insertion is stopped and the outer cylinder 210
The lining load detection sensors 221, 22
1, 221 ... Detects the lining load.

【００４２】すなわち、本発明法は１／ｎの寸法のトン
ネル覆工模型２２０を使用して、遠心加速度場で積載荷
重を測定しようとするもので、実物と遠心加速度場にお
ける模型とでは「表１」の相似則が成立する。That is, the method of the present invention uses the tunnel lining model 220 having a size of 1 / n to measure the loading load in the centrifugal acceleration field. The similarity rule of "1" is established.

【００４３】[0043]

【表１】 [Table 1]

【００４４】したがって１／ｎの寸法のトンネル覆工模
型２２０においても応力は実物と同じとして取り扱え、
このトンネル覆工模型２２０を模型地盤Ａの１／ｎの深
さに埋入すれば土かぶり分の質量密度も実際の設定深度
と同様に取り扱うことができることになるので、覆工荷
重検出センサー２２１の測定値で実際（実物）のトンネ
ル施工例おける覆工荷重を測定することができるもので
ある。Therefore, even in the tunnel lining model 220 having a size of 1 / n, the stress can be treated as the same as the actual product,
If this tunnel lining model 220 is embedded at a depth of 1 / n of the model ground A, the mass density of the soil cover can be handled in the same way as the actual set depth, so the lining load detection sensor 221 It is possible to measure the lining load in an actual (actual) tunnel construction example with the measured value of.

【００４５】なお、上記外筒２１０は始めから装着して
いなくても一応の覆工荷重を測定することができるが、
実際の場合はトンネルをシールド掘削すると前記したよ
うに所定のテールボイドが生ずるもので、このテールボ
イドには実際の施工では裏込材を注入充填するが、この
裏込材の注入前に地盤が覆工に圧接することもある。そ
こで予めトンネル覆工模型２２０の外周に実際の施工で
発生するテールボイドの厚みの１／ｎの肉厚を有した外
筒２１０を嵌着しておき、この外筒２１０を引き抜くこ
とで、テールボイド相当空隙を形成でき、実際の覆工荷
重を測定・確認することができるものである。It is possible to measure the lining load for a while even if the outer cylinder 210 is not attached from the beginning.
In the actual case, when tunnel excavation is carried out with a shield, a predetermined tail void occurs as described above.In this actual construction, the backfill material is injected and filled, but before the injection of this backfill material, the ground is lined up. Sometimes pressed against. Therefore, an outer cylinder 210 having a thickness of 1 / n of the thickness of the tail void generated in actual construction is fitted to the outer circumference of the tunnel lining model 220 in advance, and the outer cylinder 210 is pulled out to correspond to the tail void. Voids can be formed and the actual lining load can be measured and confirmed.

【００４６】なお、外筒２１０を試験土槽１０１の側面
に設けた開口１０１ａより引き抜くとしたが外筒２１０
を試験土槽１０１の外に完全に引き抜いてしまうと開口
１０１ａが一部開いて土圧がこの開口１０１ａより逃げ
てしまうので、開口１０１ａを開かない程度に引き抜く
（正確には、引き出す）ものとし、トンネル覆工模型２
２０の一端は外筒２１０内より抜け出ない状態で外筒２
１０の先端は開口１０１ａよりは抜け出ない範囲で該外
筒２１０を開口１０１ａより引き抜くものとする。The outer cylinder 210 is pulled out from the opening 101a provided on the side surface of the test soil tank 101.
Since the opening 101a will partly open and the earth pressure will escape from this opening 101a if it is completely pulled out of the test soil tank 101, the opening 101a should be pulled out (to be exact, pulled out) to the extent that it does not open. , Tunnel lining model 2
One end of the outer cylinder 2 is fixed to the outer cylinder 2 without being pulled out from the outer cylinder 210.
The outer cylinder 210 is pulled out from the opening 101a within a range in which the tip end of 10 does not come out of the opening 101a.

【００４７】次ぎに「請求項２」の発明は、上記に「請
求項１」の発明に加え、トンネル覆工模型２２０の挿入
に際して、模型地盤Ａ内に埋入した土圧計４００で土圧
変動を、試験土槽１０１の上部に取り付けた測距装置３
００で模型地盤Ａの地表面の変位を測定する。Next, the invention of "claim 2" is the same as the invention of "claim 1", but when the tunnel lining model 220 is inserted, the earth pressure gauge 400 embedded in the model ground A changes the earth pressure. Distance measuring device 3 attached to the upper part of the test soil tank 101
At 00, the displacement of the ground surface of the model ground A is measured.

【００４８】上記土圧計４００は、ロードセル又はスト
レンゲージ等が使用でき、模型地盤Ａ内の適所（シール
ド掘進機模型２００の進入に支障とならない場所）に予
め埋入しておくもので、「図２」では一か所に設けてあ
るが、無論数カ所に埋入しておくことが望ましい。ま
た、測距装置３００の構成に関しては後記することにす
る。The earth pressure gauge 400 can use a load cell, a strain gauge, or the like, and is embedded in advance in a suitable place in the model ground A (a place where it does not hinder the entrance of the shield machine model 200). Although it is provided in one place in "2", it is desirable to embed it in several places. The configuration of the distance measuring device 300 will be described later.

【００４９】上記土圧計４００と測距装置３００との測
定で切羽が安定した状態でトンネル覆工模型２２０の挿
入、すなわちシールド掘進機模型２００による掘削が正
常に行われているかを検出でき、土圧計４００の測定値
が大きいと掘進速度が掘削・排泥量に対した速すぎ、基
準値より小さいと切羽が崩壊して掘進速度が遅いことが
確認でき、また、測距装置３００の測定で模型地盤Ａの
地表面が***すると掘進速度が掘削・排泥量に対した速
すぎ、陥没すると切羽が崩壊して掘進速度が遅いことが
確認できる。なお、土圧計４００の測定は周辺地盤に対
する影響を確認するためにも使用されるのは無論であ
る。By the measurement of the earth pressure gauge 400 and the distance measuring device 300, it is possible to detect whether the tunnel lining model 220 is inserted, that is, whether the shield excavator model 200 is normally excavated in a state where the cutting face is stable. If the measurement value of the pressure gauge 400 is large, the excavation speed is too fast for the amount of excavation and sludge, and if it is smaller than the reference value, it can be confirmed that the face collapses and the excavation speed is slow. It can be confirmed that when the ground surface of the model ground A is raised, the excavation speed is too fast for the amount of excavation and sludge, and when it is depressed, the face collapses and the excavation speed is slow. Needless to say, the measurement of the earth pressure gauge 400 is also used to confirm the influence on the surrounding ground.

【００５０】なお、前記外筒２１０を引き抜いた後に、
測距装置３００によって模型地盤Ａの地表面の***また
は陥没を測定することで、テールボイドが地表面に及ぼ
す影響をも測定できるものである。After pulling out the outer cylinder 210,
By measuring the elevation or depression of the ground surface of the model ground A by the distance measuring device 300, it is possible to measure the influence of the tail void on the ground surface.

【００５１】なお、上記本発明法に使用される各種装置
の構造は、以下にその詳細を説明するので、以下の装置
説明を参照して下さい。The structures of various devices used in the method of the present invention will be described in detail below, so please refer to the following device description.

【００５２】次に本発明シールド掘進模型試験装置の実
施例を説明する。なお、本発明に使用する遠心力載荷装
置１０は前記したので、ここではその説明を省略する。Next, an embodiment of the shield excavation model test apparatus of the present invention will be described. Since the centrifugal load device 10 used in the present invention has been described above, its description is omitted here.

【００５３】図中、１００が遠心力載荷装置１０に搭載
する本発明シールド掘進機模型装置で、このシールド掘
進機模型装置１００は、模型地盤Ａを収納した試験土槽
１０１の一側面側に枠体１０３を連設し、この枠体１０
３には駆動源１１１によって試験土槽１０１の一側面に
接離する方向に移動する移動体１２０とを設けてある。In the figure, reference numeral 100 denotes a shield machine model device of the present invention to be mounted on a centrifugal load device 10. The shield machine model device 100 is provided with a frame on one side surface of a test soil tank 101 containing a model ground A. The body 103 is continuously provided, and the frame 10
3 is provided with a moving body 120 which is moved by a drive source 111 in a direction toward and away from one side surface of the test soil tank 101.

【００５４】上記試験土槽１０１は大きな外力を加えて
も容易には変形しない強固な鋼板（遠心力載荷装置１０
には搭載重量の制約があるので、軽量化手段としてジュ
ラルミン（アルミ）を使用）で構成し、実際のシールド
トンネルの深度の縮小率１／ｎ以上の高さを有する上部
開口箱型に形成されている。The test soil tank 101 is made of a strong steel plate (centrifugal force loading device 10) that is not easily deformed even when a large external force is applied.
Since there is a restriction on the mounting weight, it is made of duralumin (aluminum) as a weight reduction means, and it is formed into an upper opening box type with a reduction ratio of the actual shield tunnel depth of 1 / n or more. ing.

【００５５】上記試験土槽１０１は、その中に土を収納
して模型地盤Ａを形成するもので、収納する土は実際の
土（ボーリング試削等で収集した土砂等）を使用するの
が、より実際の条件に適合させることができて望ましい
のは無論であるが、本実施例では標準砂を使用した。The test soil tank 101 is for storing soil therein to form the model ground A, and the soil to be stored is actually soil (such as soil collected by boring trial cutting). However, it is needless to say that it can be adapted to more practical conditions and is desirable, but in this example, standard sand was used.

【００５６】なお、上記遠心力載荷装置１０は、回転ア
ーム１１の回転数によって試験土槽１０１内のシールド
掘進機模型２００及び模型地盤Ａに縮尺率の逆数倍（す
なわち、１／ｎ倍の縮尺模型の場合ｎ倍）の遠心加速度
を発生させるもので、この遠心加速度は、回転数と回転
半径とによって求められるのは無論である。In the centrifugal loading device 10, the shield excavator model 200 and the model ground A in the test soil tank 101 are multiplied by the reciprocal of the scale factor (that is, 1 / n times) depending on the rotation speed of the rotating arm 11. In the case of a scale model, centrifugal acceleration of n times) is generated, and it is needless to say that this centrifugal acceleration is obtained by the rotation speed and the radius of rotation.

【００５７】そして、上記試験土槽１０１の一側面側に
設けた枠体１０３は、後記するシールド掘進機模型２０
０を実際の施工例に模して駆動する駆動機構を取り付け
るためのもので、本実施例では有底方形枠状となしてあ
るが、その大きさ形状はこれら各駆動機構に対応して種
々変更可能である。The frame 103 provided on one side of the test soil tank 101 is a shield machine model 20 described later.
0 is for mounting a drive mechanism that imitates 0 as an actual construction example, and in the present embodiment, it has a bottomed rectangular frame shape, but its size and shape are various according to each drive mechanism. It can be changed.

【００５８】上記枠体１０３に取り付けられる駆動機構
の一つが、実際のシールド掘進機の推進用ジャッキに相
当するもので、駆動源１１１によって正逆転する螺子棒
１１２である。この螺子棒１１２は駆動源１１１によっ
て正転され螺合する移動体１２０を螺進させシールド掘
進機模型２００の推進力を得るようになしてある。な
お、この螺子棒１１２を逆転すると、移動体１２０が螺
退するが、これは実際の場合のシールドジャッキを伸張
してテールボイドを生ずる工程と見做している。One of the drive mechanisms attached to the frame body 103 corresponds to an actual jack for propulsion of a shield machine, and is a screw rod 112 which is normally and reversely rotated by a drive source 111. The screw rod 112 is normally rotated by the drive source 111 to move the screwed movable body 120 to obtain the propulsive force of the shield machine model 200. It should be noted that when the screw rod 112 is rotated in the reverse direction, the moving body 120 is screwed back, but this is regarded as a step of extending the shield jack in the actual case to generate a tail void.

【００５９】上記駆動源１１１は正逆転可能な電動モー
タ（制御により確実性を有するＡＣサーボモータ）を使
用しているが、無論その他の駆動源に変更しても差し支
えなく、この駆動源１１１に油圧ジャッキ等の往復直線
駆動源を使用する場合は上記螺子棒１１２は不要である
ことは言うまでもない。なお、後記する駆動源２３５も
同様なものを使用すればよい。The drive source 111 uses an electric motor capable of forward and reverse rotation (AC servomotor having certainty by control), but it goes without saying that it may be changed to another drive source. It goes without saying that the screw rod 112 is not necessary when using a reciprocating linear drive source such as a hydraulic jack. A similar drive source 235 may be used later.

【００６０】上記駆動源１１１は試験土槽１０１に対向
して枠体１０３の適所に固定され、その駆動軸にはカッ
プリング１１３を介して上記螺子棒１１２が連結されれ
ている。なお、この螺子棒１１２は先端を試験土槽１０
１側に向け、その両端部を軸受１１４，１１５で回転可
能に保持されているのは無論である。なお、このカップ
リング１１３は数本のピンを介して動力を伝達する様に
なし、設定以上の負荷が加わると、このピンが折れて螺
子棒１１２の回転を停止して不慮の事故を防止するよう
になしてある。The drive source 111 is fixed to an appropriate position of the frame 103 so as to face the test soil tank 101, and the screw shaft 112 is connected to the drive shaft thereof via a coupling 113. In addition, the tip of this screw rod 112 has the test soil tank 10
It goes without saying that both ends thereof are rotatably held by the bearings 114 and 115 toward the first side. The coupling 113 is configured to transmit power through several pins, and when a load larger than a set value is applied, the pins are broken and the rotation of the screw rod 112 is stopped to prevent an unexpected accident. It is done like this.

【００６１】そして、上記移動体１２０は螺子棒１１２
に直接螺合させ、この螺子棒１１２の正逆転で該移動体
１２０が螺進退するようになしてもよいが、本実施例で
は螺子棒１１２にナット１２１（本実施例ではボールナ
ットを使用している。）を螺合させ、移動体１２０はこ
のナット１２１に一体的に連結してある。The moving body 120 has a screw rod 112.
The movable body 120 may be screwed forward and backward by the forward and reverse rotation of the screw rod 112. However, in the present embodiment, the screw rod 112 has a nut 121 (a ball nut is used in this embodiment). The moving body 120 is integrally connected to the nut 121.

【００６２】上記移動体１２０は、図では必ずしも明ら
かではないが、移動体１２０の後方「図２」右側）に底
面部１２２と両側面部１２３と後方面部１２４とを連結
して箱状に構成したものを使用している。なお、図では
省略してあるが、この移動体１２０は摩擦低減のために
一対の案内レール等に案内されて平行移動（「図２」左
右方向移動）のみするようになしてある。Although not clearly shown in the figure, the moving body 120 is formed in a box shape by connecting the bottom surface portion 122, both side surface portions 123, and the rear surface portion 124 to the rear (right side of FIG. 2) of the moving body 120. I am using what I did. Although not shown in the figure, the moving body 120 is guided by a pair of guide rails or the like to move in parallel (left and right movement in FIG. 2) in order to reduce friction.

【００６３】そして、上記試験土槽１０１の一側面側に
は開口１０１ａを設け、移動体１２０の試験土槽１０１
側面には該開口１０１ａ内に出入するシールド掘進機模
型２００を設けてある。An opening 101a is provided on one side of the test soil tank 101, and the test soil tank 101 of the moving body 120 is provided.
A shield machine model 200 that goes in and out of the opening 101a is provided on the side surface.

【００６４】上記シールド掘進機模型２００は、外筒２
１０、トンネル覆工模型２２０、カッターディスク２３
４、排泥用のスクリュー２３２とで構成されている。The shield machine model 200 includes the outer cylinder 2
10, tunnel lining model 220, cutter disk 23
4, and a screw 232 for sludge discharge.

【００６５】そして、上記外筒２１０の基端部は移動体
１２０に連結し、この外筒２１０は実際のトンネル施工
で発生するテールボイドの厚みの１／ｎの厚み（肉厚）
となしてある。The base end of the outer cylinder 210 is connected to the moving body 120, and the outer cylinder 210 has a thickness (thickness) of 1 / n of the thickness of the tail void generated in actual tunnel construction.
It has been done.

【００６６】上記開口１０１ａの位置は、前記したよう
に模型地盤Ａにおいて実際のトンネル深度の１／ｎの深
さに相当する部位に設けておき、シールド掘進機模型２
００（後記するトンネル覆工模型２２０）がこの模型地
盤Ａの実際のトンネル深度に対する１／ｎの深さに挿入
されるようになしてある。As described above, the position of the opening 101a is provided at a portion corresponding to a depth of 1 / n of the actual tunnel depth in the model ground A, and the shield machine model 2
00 (tunnel lining model 220 described later) is inserted at a depth of 1 / n of the actual tunnel depth of the model ground A.

【００６７】そして、上記開口１０１ａの内周面にはパ
ッキン１０２，１０４（一方のパッキン１０２は土砂シ
ール用、他方のパッキン１０４は摩擦低減用に使用して
いる。）を設けて、外筒２１０は気密を保ってこの開口
１０１ａ内に挿入されるようになしてある。Then, packings 102 and 104 (one packing 102 is used for sealing sand and the other packing 104 is used for reducing friction) are provided on the inner peripheral surface of the opening 101a, and the outer cylinder 210 is provided. Is airtightly inserted into the opening 101a.

【００６８】上記外筒２１０は金属製筒体で構成され、
開口先端側を試験土槽１０１の一側面側に設けた開口１
０１ａに向けて位置を適合して配設されている。The outer cylinder 210 is made of a metal cylinder,
Opening 1 with the tip of the opening provided on one side of the test soil tank 101
It is arranged such that its position is adjusted toward 01a.

【００６９】実際のシールドトンネル掘削は、シールド
掘進機の後方室内にセグメントを組み立てて覆工を行う
ので、シールド機のスキンプレートの肉厚分と、テール
シールに必要な厚み分とが、掘削地山と覆工の外周面と
の間にテールボイドと称される間隙が生ずることは避け
得ない。そこで、本発明ではこのテールボイドをシール
ド掘進模型にも発生させようとするもので、外筒２１０
の肉厚をこのテールボイドの厚みの１／ｎとなすことで
実現している。In actual shield tunnel excavation, segments are assembled in the rear room of the shield machine and the lining is performed. Therefore, the thickness of the skin plate of the shield machine and the thickness required for the tail seal are equal to each other. It is unavoidable that there is a gap called a tail void between the mountain and the outer peripheral surface of the lining. Therefore, in the present invention, this tail void is also generated in the shield excavation model.
This is realized by making the wall thickness of 1 / n the thickness of this tail void.

【００７０】上記外筒２１０を移動体１２０の試験土槽
１０１側面に連結するには、螺子止め等の適宜手段で行
えば良いが、本実施例では外筒２１０の基端部にフラン
ジ部２１１を設け、この外筒２１０の基端部を移動体１
２０の試験土槽１０１側面に設けた窪み部１２５内に嵌
入して止めリング２１２で該フランジ部２１１を押さ
え、この止めリング２１２は固定螺子２１３で移動体１
２０に固定してある。The outer cylinder 210 may be connected to the side surface of the test soil tank 101 of the moving body 120 by a suitable means such as screwing, but in the present embodiment, the flange portion 211 is provided at the base end of the outer cylinder 210. And the base end of the outer cylinder 210 is attached to the moving body 1.
No. 20 of the test soil tank 101 is fitted into the hollow portion 125 provided on the side surface of the test soil tank 101, and the flange portion 211 is pressed by the retaining ring 212. The retaining ring 212 is fixed by the fixing screw 213.
It is fixed at 20.

【００７１】そして、上記外筒２１０内には１／ｎの径
で外周面に覆工荷重検出センサー２２１，２２１，２２
１・・・を取り付けた筒状のトンネル覆工模型２２０を
その先端開口部より挿入して取り付けてある。Then, inside the outer cylinder 210, lining load detection sensors 221, 221, 22 are formed on the outer peripheral surface with a diameter of 1 / n.
The tubular tunnel lining model 220 to which No. 1 is attached is inserted from the tip opening portion and attached.

【００７２】上記トンネル覆工模型２２０は、図示例で
は有底筒状に構成されその底部２２０ｄには後記するス
クリュー駆動軸２３３の挿通孔２２２を設け、この底部
２２０ｄは移動体１２０の試験土槽１０１側とは反対面
側に取り付けたカバー体２４０内にまで臨入させ、この
臨入部周面には排土口２２３と配線取り出し口２２４と
を開穿してある。なお、このトンネル覆工模型２２０は
図示例では、後に詳細に説明するように、先端側からカ
ッターディスク収納筒部２２０ａ、センサー装着筒部２
２０ｂ、基端筒部２２０ｃの筒切り三分割形状となしし
たものを使用しているが、一体構成したものを使用して
も差し支えない。In the illustrated example, the tunnel lining model 220 has a bottomed cylindrical shape, and a bottom portion 220d thereof is provided with an insertion hole 222 for a screw drive shaft 233, which will be described later. The bottom portion 220d is a test soil tank for the moving body 120. The cover body 240 attached to the side opposite to the 101 side is inserted into the cover body 240, and an earth discharging port 223 and a wiring extracting port 224 are opened in the peripheral surface of the inserting portion. In the illustrated example of the tunnel lining model 220, as will be described later in detail, the cutter disc storage cylinder 220a and the sensor mounting cylinder 2 are arranged from the tip side.
20b and the base end tubular portion 220c are used as the tubular cut into three divided shapes, but an integrally configured one may be used.

【００７３】なお、上記排土口２２３は後記するスクリ
ュー２３２で送られてくる土砂を外部に排出するための
ものであり、配線取り出し口２２４は後記する覆工荷重
検出センサー２２１，２２１，２２１・・・よりの信号
取り出し線を外部に取り出すためのものである。また、
上記カバー体２４０は移動体１２０の試験土槽１０１側
とは反対面側に固定され、上記排泥口２２３に連通する
排泥口２４１と同じく上記配線取り出し口２２４に連通
する配線取り出し口２４２とを設けてある。なお、上記
排泥口２２３は左右、「図３」奥手前側に一対設けら
れ、掘削した土砂が左右に振り分けられ、枠体１０３内
に収納した容器（図示せず）に収納され排土バランスを
保つようになしてある。The earth discharge port 223 is used for discharging the earth and sand sent by the screw 232 described later, and the wire extraction port 224 is used for the lining load detection sensors 221, 221, 221 ..For taking out the signal extraction line from the outside. Also,
The cover body 240 is fixed to the surface of the moving body 120 opposite to the test soil tank 101 side, and has a sludge discharge port 241 communicating with the sludge discharge port 223 and a wire outlet port 242 also communicating with the wire outlet port 224. Is provided. A pair of the mud outlets 223 are provided on the left and right sides in front of the “FIG. 3” back, and excavated earth and sand are sorted to the left and right, and the earth and sand are stored in a container (not shown) housed in the frame 103 and the earth balance. It is designed to keep

【００７４】また、覆工荷重検出センサー２２１はロー
ドセルを使用し、受圧面をトンネル覆工模型２２０の外
周面に露出させて周方向に所定間隔で複数個を埋設して
いるが、この覆工荷重検出センサー２２１はストレンゲ
ージ等の他の感圧センサーを使用しても良いのは無論で
ある。A load cell is used as the lining load detection sensor 221, and a plurality of pressure receiving surfaces are exposed on the outer peripheral surface of the tunnel lining model 220 to embed a plurality of them at predetermined intervals in the circumferential direction. Of course, the load detection sensor 221 may use another pressure-sensitive sensor such as a strain gauge.

【００７５】さらに、上記トンネル覆工模型２２０内に
は、筒２３１内にスクリュー２３２を有したスクリュー
駆動軸２３３を収納し、このスクリュー駆動軸２３３の
先端にはカッターディスク２３４を取り付けたカッター
兼排泥管２３０を、該トンネル覆工模型２２０の先端開
口側より挿入し、該スクリュー駆動軸２３３の後端側は
該カッター兼排泥管２３０と上記移動体１２０を貫通し
て後方に突出させて、その後方貫出部をスプライン軸部
２３３ａとなしてある。Further, in the tunnel lining model 220, a screw drive shaft 233 having a screw 232 in a cylinder 231 is housed, and a cutter disk 234 is attached to the tip of the screw drive shaft 233 to serve as a cutter and discharge. The mud pipe 230 is inserted from the tip opening side of the tunnel lining model 220, and the rear end side of the screw drive shaft 233 penetrates the cutter / mud discharge pipe 230 and the moving body 120 and is projected rearward. The rearward extending portion is a spline shaft portion 233a.

【００７６】なお、図示例では、このスクリュー駆動軸
２３３とスプライン軸２３３ａとは別体に構成され、
「図３」に示すようにスプライン軸２３３ａの先端にス
クリュー駆動軸２３３の後端を着脱可能に差し込むよう
になしてあり、両者の差し込み部には係止欠部２３３ｘ
と係止突起部２３３ｙとを設け、両者が一体的に回転す
るようになしてある。In the illustrated example, the screw drive shaft 233 and the spline shaft 233a are constructed separately from each other.
As shown in FIG. 3, the rear end of the screw drive shaft 233 is detachably inserted into the front end of the spline shaft 233a, and the engagement notch 233x is inserted in the both insertion portions.
And a locking projection 233y are provided so that both rotate integrally.

【００７７】上記筒２３１・スクリュー２３２とスクリ
ュー駆動軸２３３とは従来公知なスクリュー式コンベヤ
が使用でき、この筒２３１は先端部と後端部とをトンネ
ル覆工模型２２０に連結固定してある。なお。この筒２
３１の後端には前記排泥口２２３，２４１に連通する排
土口２３６が設けられているのは無論である。A conventionally known screw type conveyor can be used for the cylinder 231, the screw 232, and the screw drive shaft 233, and the cylinder 231 has its front end and rear end connected and fixed to the tunnel lining model 220. Incidentally. This cylinder 2
It goes without saying that the rear end of 31 is provided with a soil discharge port 236 communicating with the sludge discharge ports 223, 241.

【００７８】また、上記カッターディスク２３４は固定
螺子２３４ａでスクリュー駆動軸２３３の先端面部に連
結してある。なお、このカッターディスク２３４、図示
例では固定用筒部２３４ｅに複数枚のヒネリ翼２３４
ｄ，２３４ｄ，２３４ｄ・・・を放射状に取り付け、こ
の各ヒネリ翼２３４ｄの先端面にカッター駒２３４ｆを
取り付け（本実施例では、このカッター駒２３４ｆはヒ
ネリ翼２３４ｄと一体形成してある。）てある。The cutter disk 234 is connected to the tip surface of the screw drive shaft 233 by a fixed screw 234a. It should be noted that the cutter disk 234, in the illustrated example, a plurality of fin blades 234 are attached to the fixing cylinder portion 234e.
d, 234d, 234d, ... Are radially attached, and a cutter piece 234f is attached to the tip end surface of each of the fin blades 234d (in the present embodiment, the cutter piece 234f is integrally formed with the fin blade 234d). is there.

【００７９】なお、上記スクリュー駆動軸２３３は円滑
な回転を確保するため片持ち形式でなくその先端側
（「図３」左側）にも軸受を設けることが望ましい。し
かし、この部位に軸受を設けるとその分、カッター兼排
泥管２３０の入口の内径が狭窄され土砂が詰まる傾向が
あったので、図示実施例ではこの部位に放射翼体リング
２３４ｂを軸受として配設してある。The screw drive shaft 233 is not a cantilever type in order to ensure smooth rotation, and it is desirable to provide a bearing on the tip side (left side in FIG. 3) of the screw drive shaft 233. However, if the bearing is provided in this portion, the inner diameter of the inlet of the cutter / sludging pipe 230 tends to be narrowed by that amount, and there is a tendency for the soil to be clogged. It is set up.

【００８０】上記放射翼体リング２３４ｂは外周部をベ
アリング２３４ｃを介してトンネル覆工模型２２０内周
面に保持させ、内筒部２３４ｊはスクリュー駆動軸２３
３を圧入し、このスクリュー駆動軸２３３の回転によっ
て回転するようになし、望ましくは、放射翼体にヒネリ
を設け、この放射翼体リング２３４ｂの回転で土砂を後
方（「図３」右側）に送るようになしておくとよい。The outer periphery of the radiating blade ring 234b is held on the inner peripheral surface of the tunnel lining model 220 via the bearing 234c, and the inner cylindrical portion 234j of the screw drive shaft 23.
3 is press-fitted so as to rotate by the rotation of the screw drive shaft 233. Desirably, the radiation blade body is provided with a fin, and the rotation of the radiation blade ring 234b causes the earth and sand to move backward (on the right side in FIG. 3). You should send it.

【００８１】なお、本実施例では、土圧式のシード掘進
工法を前提としており、上記カッターディスク２３４は
実際のものとはその構成が相違している。この構成の相
違は縮小模型装置であるがためで、実際のカッターディ
スクを忠実に縮小したものを使用すると掘削土の取り込
みが非常に困難となる。そこで、この掘削土の取り込み
を円滑に行うため、通常実際のカッターディスクでは使
用されていないヒネリ翼２３４ｄ，２３４ｄ，２３４ｄ
・・・を用いたもので、模型地盤Ａの性状に応じて、こ
のヒネリ翼２３４ｄのヒネリ角度を異にしたものを数種
用意しておくと良い。In this embodiment, the earth pressure type seed excavation method is premised, and the construction of the cutter disk 234 is different from the actual one. This difference in structure is due to the reduction model device, and it becomes very difficult to take in the excavated soil if an actual cutter disk that is faithfully reduced is used. Therefore, in order to smoothly take in the excavated soil, the fin blades 234d, 234d, 234d that are not normally used in the actual cutter disk are used.
It is preferable to prepare several kinds of blades having different fining angles of the fin blades 234d according to the properties of the model ground A.

【００８２】したがって、上記シールド掘進機模型２０
０は、外筒２１０と、トンネル覆工模型２２０と、カッ
ター兼排泥管２３０の筒２３１とで三重筒状に構成され
ることになる。このシールド掘進機模型２００を三重構
造とした理由は、まず、外筒２１０を設けた理由は先に
も述べた通り、テールボイド相当間隙部の形成のためで
ある。また、カッター兼排泥管２３０の筒２３１は省略
して、トンネル覆工模型２２０の内周面を利用したとし
ても排泥の目的は達成できるが、この場合、スクリュー
２３２部に土砂が残っていると、その質量がトンネル覆
工模型２２０の内周面に加わり的確な覆工荷重検出セン
サー２２１の機能が保証できなくなるので、この残存土
砂の質量がトンネル覆工模型２２０に影響しないように
該筒２３１を設けてある。したがって、この筒２３１の
外周面とトンネル覆工模型２２０の内周面との間には適
宜な間隙を設けておくものとしている。Therefore, the shield machine model 20 described above is used.
The outer cylinder 0, the tunnel lining model 220, and the cylinder 231 of the cutter / mud discharge pipe 230 constitute a triple cylinder. The reason why the shield machine model 200 has a triple structure is that the outer cylinder 210 is provided for forming the void portion corresponding to the tail void, as described above. Even if the cylinder 231 of the cutter / mud discharge pipe 230 is omitted and the inner peripheral surface of the tunnel lining model 220 is used, the purpose of the mud discharge can be achieved, but in this case, soil remains on the screw 232 part. If so, the mass will be added to the inner circumferential surface of the tunnel lining model 220, and the accurate function of the lining load detection sensor 221 cannot be guaranteed. Therefore, the mass of the remaining earth and sand should not affect the tunnel lining model 220. A cylinder 231 is provided. Therefore, an appropriate gap is provided between the outer peripheral surface of the cylinder 231 and the inner peripheral surface of the tunnel lining model 220.

【００８３】さらに、上記筒２３１の外周面とトンネル
覆工模型２２０の内周面との間に適宜な間隔を設けてお
くと、万が一、カッター兼排泥管２３０が変形を生じた
場合にも対処できるものであるが、この間隙を設けた主
たる目的は、後記するセンサー装着筒部２２０ｂを浮子
状となすためである。Furthermore, if an appropriate space is provided between the outer peripheral surface of the cylinder 231 and the inner peripheral surface of the tunnel lining model 220, even if the cutter / sludging pipe 230 is deformed, Although it can be dealt with, the main purpose of providing this gap is to make the sensor mounting cylinder 220b, which will be described later, have a floating shape.

【００８４】そして、上記スクリュー駆動軸２３３のス
プライン軸部２３３ａには、このスプライン軸部２３３
ａが挿入する摺動プーリー２３９を設け、上記移動体１
２０には、この摺動プーリー２３９を介してスクリュー
駆動軸２３３を回転する駆動源２３５を取り付けてな
る。The spline shaft portion 233a of the screw drive shaft 233 is provided with the spline shaft portion 233.
A sliding pulley 239 into which a is inserted is provided, and the moving body 1
A drive source 235 for rotating the screw drive shaft 233 via the sliding pulley 239 is attached to the unit 20.

【００８５】すなわち、移動体１２０に上記駆動源２３
５が固定され、スクリュー駆動軸２３３にはスプライン
軸部２３３ａ（図では明らかでないが、このスプライン
軸部２３３ａは断面三角形等の非円形断面材を使用して
いる。）において軸方向に移動可能であるが該スクリュ
ー駆動軸２３３と一体的に回転する摺動プーリ２３９
（ボールスプライン用のボールを収納してある。）を配
し、この摺動プーリー２３９と駆動源２３５の駆動プー
リー２３７とにベルト２３８を掛けてある。したがっ
て、上記駆動源２３５が実際のシールドトンネル掘進機
の排泥装置とカッターディスクとの駆動源に相応するも
ので、この駆動源２３５でカッターディスク２３４を回
転させ模型地盤Ａを掘削し、掘削した土砂はスクリュー
２３２で排出されるようになしてある。That is, the drive source 23 is attached to the moving body 120.
5 is fixed, and the screw drive shaft 233 is movable in the axial direction at a spline shaft portion 233a (not shown in the figure, but this spline shaft portion 233a uses a non-circular cross-section material such as a triangular cross section). A sliding pulley 239 that rotates integrally with the screw drive shaft 233
(A ball for a ball spline is stored.) Is arranged, and a belt 238 is hung on the sliding pulley 239 and the drive pulley 237 of the drive source 235. Therefore, the drive source 235 corresponds to the drive source of the mud discharging device and the cutter disk of the actual shield tunnel excavator, and the cutter disk 234 is rotated by this drive source 235 to excavate the model ground A and excavate it. The earth and sand are discharged by the screw 232.

【００８６】なお、上記ベルト２３８は一般にタイミン
グベルトと称されている係止突起付ベルトを使用して回
転力が確実に伝動するようになしてあるが、予定以上の
負荷が加わると切れるようにその強度設定しておいても
良い。The belt 238 is a belt with locking projections, which is generally called a timing belt, so that the rotational force is surely transmitted. However, the belt 238 is cut off when a load larger than expected is applied. You may set the intensity.

【００８７】上記摺動プーリ２３９はベアリング２４３
を介して前記カバー体２４０に一体的に連結してあり、
この摺動プーリ２３９は常に移動体１２０と一体となっ
て移動（「図３」左右方向に移動）するようになしてあ
る。The sliding pulley 239 is a bearing 243.
Is integrally connected to the cover body 240 via
The sliding pulley 239 always moves together with the moving body 120 (moves in the left-right direction in FIG. 3).

【００８８】なお、スクリュー駆動軸２３３の後端には
スプライン軸部２３３ａよりさらに後方に延設する延設
軸部２３３ｂを連設し、この延設軸部２３３ｂは「図
３」に示すように後方面部１２４と枠体１０３とをも貫
通し、後方面部１２４は軸受１２６を配し、延設軸部２
３３ｂはこの軸受１２６を抜き差し自在に挿通するよう
になしてある。At the rear end of the screw drive shaft 233, an extension shaft portion 233b extending further rearward than the spline shaft portion 233a is continuously provided, and the extension shaft portion 233b is formed as shown in FIG. The rear surface portion 124 and the frame 103 are also penetrated, and the rear surface portion 124 is provided with a bearing 126, and the extended shaft portion 2 is provided.
The reference numeral 33b is adapted to pass through the bearing 126 so as to be freely inserted and removed.

【００８９】そして、本実施例では、上記スクリュー駆
動軸２３３の延設軸部２３３ｂの長さはスクリュー駆動
軸２３３が最も前進した場合にその後端が枠体１０３の
内側に位置する長さに設定し、枠体１０３の内側にはシ
リンダー等で作動してスクリュー駆動軸２３３の後進を
抑制するストッパー１０９を設けてある。このストッパ
ー１０９は遠心力載荷装置１０の水平アーム１２上に搭
載したエアータンク５００に装備した電磁弁５０１を開
いて、該エアータンク５００から空気を供給することに
より、枠体１０３の内側に装備した平板シリンダーの駆
動部に取り付けたストッパー１０９を作動させ、トンネ
ル覆工模型２２０とカッター兼排泥管２３０は確実に模
型地盤Ａ内に残るようになしてある。なお、このストッ
パー１０９はトンネル覆工模型２２０に前記したように
地圧が作用して、外筒２１０を引き抜いてもトンネル覆
工模型２２０が共に模型地盤Ａ内より引き抜かれないよ
うになっている場合は無論省略してもよいものである。In this embodiment, the length of the extended shaft portion 233b of the screw drive shaft 233 is set so that the rear end of the screw drive shaft 233 is located inside the frame 103 when the screw drive shaft 233 is most advanced. In addition, a stopper 109 is provided inside the frame 103 to prevent the screw drive shaft 233 from moving backward by operating with a cylinder or the like. The stopper 109 is installed inside the frame 103 by opening the solenoid valve 501 installed in the air tank 500 mounted on the horizontal arm 12 of the centrifugal load device 10 and supplying air from the air tank 500. The stopper 109 attached to the drive unit of the flat cylinder is actuated so that the tunnel lining model 220 and the cutter / sludging pipe 230 are surely left in the model ground A. The stopper 109 is designed so that the tunnel lining model 220 is not pulled out of the model ground A together with the tunnel lining model 220 even if the outer cylinder 210 is pulled out by the ground pressure acting on the tunnel lining model 220 as described above. Of course, in some cases it may be omitted.

【００９０】なお、上記ストッパー１０９は後方面部１
２４に設けた延設軸部２３３ｂの挿通孔１０９ａを開閉
可能に塞ぐ板で構成するか、延設軸部２３３ｂの後端部
に段状くびれ部を設け、シリンダーにはこの段状くびれ
部を嵌入するＵ字状係止腕を設けておいてもよい。The stopper 109 is the rear surface portion 1
24 is provided with a plate that opens and closes the insertion hole 109a of the extended shaft portion 233b, or a stepped constricted portion is provided at the rear end of the extended shaft portion 233b, and this stepped constricted portion is provided on the cylinder. You may provide the U-shaped locking arm which fits in.

【００９１】次ぎに「請求項４」の発明は、上記構成に
加え、前記試験土槽１０１の上部には模型地盤Ａの地表
面までの距離をトンネル覆工模型２２０の中心軸と直交
方向に、ある一定距離間隔（自由設定可能）で走査測定
する測距装置３００を設けてなる。Next, in addition to the above-mentioned structure, the invention of "Claim 4" is arranged such that the distance to the ground surface of the model ground A in the upper part of the test soil tank 101 is in the direction orthogonal to the central axis of the tunnel lining model 220. A distance measuring device 300 for performing scanning measurement at a certain fixed distance interval (which can be freely set) is provided.

【００９２】上記測距装置３００は従来公知なレーザー
式測距装置を使用すればよく、案内レール３０１に案内
されて走行（「図２」奥手前側に適宜駆動源によって往
復移動する。）しつつ測量を行いトンネル覆工模型２２
０の中心軸と直交方向に走査測定するようになしてあ
り、または所定位置に停止して模型地盤Ａの地表面まで
の距離を測量する。なお、図示例ではこの測距装置３０
０は一対設けてあるが、多くのデータを得るにはさらに
数多く設けてもよいもので、その数は特に限定されるも
のではない。As the distance measuring device 300, a conventionally known laser distance measuring device may be used. The distance measuring device 300 travels while being guided by the guide rail 301 (reciprocally moved to the front side of "FIG. 2" by a driving source). While carrying out survey, tunnel lining model 22
It is designed to perform scanning measurement in the direction orthogonal to the central axis of 0, or stop at a predetermined position and measure the distance to the ground surface of the model ground A. In the illustrated example, this distance measuring device 30
A pair of 0s is provided, but a larger number may be provided to obtain a large amount of data, and the number thereof is not particularly limited.

【００９３】上記測距装置３００は、前記作用の説明の
項で記したように、模型地盤Ａの地表面の変位量を測定
することで、トンネル掘削が適正に行われたか否かを確
認するためと、テールボイドの発生が地表面に及ぼす影
響を確認するために使用されるものである。The distance measuring device 300 measures whether or not the tunnel excavation is properly performed by measuring the displacement amount of the ground surface of the model ground A, as described in the section of the description of the operation. It is used to confirm the effect of tail void generation on the ground surface.

【００９４】さらに、「請求項５」の発明は、上記トン
ネル覆工模型２２０は、先端側からカッターディスク収
納筒部２２０ａ、センサー装着筒部２２０ｂ、基端筒部
２２０ｃの筒切り三分割形状となしてある。Further, in the invention of "Claim 5", the tunnel lining model 220 does not have a cylinder cutting three-divided shape of the cutter disk housing cylinder 220a, the sensor mounting cylinder 220b, and the base cylinder 220c from the tip side. There is.

【００９５】上記のごとくトンネル覆工模型２２０を筒
切り三分割形状となしたのは、このトンネル覆工模型２
２０を片持ち式にしておくと、遠心加速度場において全
体的に撓みが発生するおそれがあり、この撓みが発生す
るとトンネル覆工模型２２０乃至それに一体的に連結す
る部位の自重成分と覆工荷重との判別ができないことに
なるので、センサー装着筒部２２０ｂをある範囲で昇降
自在となし、片持ち式の撓みを回避している。As described above, the tunnel lining model 220 is cut into three parts to form a cylinder.
If the cantilever type 20 is used, there is a possibility that bending will occur in the centrifugal acceleration field as a whole. When this bending occurs, the weight component and the lining load of the tunnel lining model 220 or a portion integrally connected to the tunnel lining model 220. Therefore, the sensor mounting cylinder portion 220b can be raised and lowered within a certain range to avoid the cantilever type bending.

【００９６】さらに、「請求項５」の発明は、カッター
兼排泥管２３０と前記カッターディスク収納筒部２２０
ａ及び基端筒部２２０ｃとを相互に連結固定し、このカ
ッターディスク収納筒部２２０ａと基端筒部２２０ｃと
の間に位置するセンサー装着筒部２２０ｂはその中をカ
ッター兼排泥管２３０が遊挿する内径となし、かつ、こ
のセンサー装着筒部２２０ｂには回転を防止して昇降方
向への移動を可能となす回転抑止装置２５５を設けてあ
る。なお、この回転抑止装置２５５は図示例では係止突
起２５５ａとこの係止突起２５５ａが係合する縦長孔方
向２５５ｂ（図ではこの係止突起２５５ａと縦長孔方向
２５５ｂとは一対表示してあるが、実際には上下に二対
設けてある。）とで構成されている。Further, in the invention of "Claim 5", the cutter / mud discharge pipe 230 and the cutter disc storage cylinder 220 are provided.
a and the base end cylinder part 220c are connected and fixed to each other, and the sensor mounting cylinder part 220b located between the cutter disk housing cylinder part 220a and the base end cylinder part 220c has a cutter / sludging pipe 230 inside. The sensor mounting cylinder portion 220b is provided with a rotation restraining device 255 which does not have an inner diameter to be loosely inserted and which prevents rotation and enables movement in the vertical direction. In the illustrated example, the rotation restraining device 255 has a locking projection 255a and a vertically elongated hole direction 255b with which the locking projection 255a is engaged (in the figure, the locking projection 255a and the vertically elongated hole direction 255b are shown as a pair. , Actually two pairs are provided above and below.) And.

【００９７】したがって、上記センサー装着筒部２２０
ｂは浮子状態となり、その内周面とカッター兼排泥管２
３０の外周面との間に所定の間隙を有することになり、
この間隙によってカッター兼排泥管２３０が覆工荷重に
対する反力受けとなるのを防止して、覆工荷重のみを覆
工荷重検出センサー２２１で検出できるようになしてあ
る。Therefore, the sensor mounting cylinder 220
b is in a floating state, and its inner peripheral surface and cutter / sludging pipe 2
There will be a certain gap between the outer peripheral surface of 30,
This gap prevents the cutter / sludging pipe 230 from receiving a reaction force against the lining load, and only the lining load can be detected by the lining load detection sensor 221.

【００９８】なお、図中、２５１，２５２，２５３，２
５４はトンネル覆工模型２２０に埋め込み装着した摩擦
低減用リングで、テフロンリング等を使用して、外筒２
１０を引き抜く際に、トンネル覆工模型２２０との摩擦
を低減するようになしてある。In the figure, 251, 252, 253, 2
Reference numeral 54 denotes a friction reduction ring embedded and mounted in the tunnel lining model 220. The outer cylinder 2 is formed by using a Teflon ring or the like.
The friction with the tunnel lining model 220 is reduced when the 10 is pulled out.

【００９９】また、図中、２６１は近接スイッチを示す
もので、この近接スイッチ２６１でカッターディスク２
３４が模型地盤Ａを掘削中にその反力作用でスクリュー
駆動軸２３３より離脱し、カッターディスク２３４が模
型地盤Ａ内に飛び出してしまった場合等を検知するため
のものである。また、２６４，２６４はリミットスイッ
チで、トンネル覆工模型２２０の移動の確認と外筒２１
０の引き抜きが完了したことを検知するようになしてあ
る。また、２６２，２６３は回転検出センサー（回転部
に目印を付け、この目印の通過を光電変換素子で検出す
る等の従来公知なもの）で、制御信号に対して指令通り
的確に回転部が回転しているか否かを検出するようにな
してある。Further, in the figure, 261 indicates a proximity switch, and this proximity switch 261 is used for the cutter disk 2
The reference numeral 34 is for detecting a case where the cutter disk 234 is detached from the screw drive shaft 233 due to its reaction force during excavation of the model ground A, and the cutter disk 234 jumps out into the model ground A. Further, 264 and 264 are limit switches for confirming the movement of the tunnel lining model 220 and for checking the outer cylinder 21.
It is configured to detect that the pulling out of 0 is completed. Further, reference numerals 262 and 263 denote rotation detection sensors (known in the art such as marking a rotating portion with a photoelectric conversion element to detect the passage of the marking), and the rotating portion rotates accurately according to a command to a control signal. It is adapted to detect whether or not it is.

【０１００】遠心力載荷装置１０によって大きな遠心加
速度場にある物体は、当然大きな位置エネルギーを有し
ていることになる。そして、このような物体が機器の故
障等で不用意に破壊されたり脱落すると、想像できない
危険性を伴うことにもなりかねない。そこで、このよう
な危険性は極力回避することが必要で、上記リミットス
イッチ２６１、及び回転検出センサー２６２，２６３、
さらには前記したカップリング１１３のピンによる伝
動、ベルト２３８の強度設定はこの危険性を回避するた
めの安全装置として使用されるものである。An object in a large centrifugal acceleration field due to the centrifugal force loading device 10 naturally has a large potential energy. If such an object is inadvertently destroyed or dropped out due to a device failure or the like, there is a danger that it cannot be imagined. Therefore, it is necessary to avoid such a risk as much as possible, and the limit switch 261 and the rotation detection sensors 262, 263,
Further, the transmission by the pin of the coupling 113 and the setting of the strength of the belt 238 are used as a safety device for avoiding this danger.

【０１０１】さらに、安全装置として、遠隔操作で危険
が予想される場所は無人となし、一連の制御はシーケン
ス制御で全自動で行うほか、半自動、手動入力操作のい
ずれの操作も可能とするも、操作工程は予め記憶して、
一方本発明装置の挙動情報は常に計測監視され、その結
果が記憶した操作工程（操作工程を実施するための制御
信号）と合致するか否かを確認して常に安全性を確保す
るようになしてある。Further, as a safety device, the place where danger is expected by remote operation is unattended, and the series of controls are fully automatic by sequence control, and also semi-automatic and manual input operations are possible. , The operation process is stored in advance,
On the other hand, the behavior information of the device of the present invention is constantly measured and monitored, and whether or not the result matches the stored operation process (control signal for performing the operation process) is checked to always ensure safety. There is.

【０１０２】[0102]

【発明の効果】本発明法は上記のごときであるので、１
／ｎの模型を使用しても遠心力荷載機１０にによって重
力加速度のｎ倍の遠心加速度場で覆工積載荷重を測定す
るので、実際のシールド掘進の覆工積載荷重を信頼性高
く測定・確認できるシールド掘進模型試験方法を提供で
きるものである。The method of the present invention is as described above.
Even if a model of / n is used, the lining load is measured by the centrifugal loader 10 in a centrifugal acceleration field that is n times the gravitational acceleration, so the lining load of actual shield excavation can be measured with high reliability. It is possible to provide a method for testing a shield excavation model that can be confirmed.

【０１０３】また、本発明法は外筒２１０を試験槽１０
１の側面に設けた開口１０１ａより引き抜き、覆工荷重
検出センサー２２１で覆工荷重を検出するようになした
ので、実際のシールドトンネル掘進で生ずるテールボイ
ドを模型で実現でき、より実際のシールドトンネル掘進
に適合した覆工積載荷重を測定・確認できるシールド掘
進模型試験方法を提供できるものである。Further, according to the method of the present invention, the outer cylinder 210 is replaced by the test tank 10.
Since the lining load is detected by the lining load detection sensor 221, the tail void generated in the actual shield tunnel excavation can be realized as a model, and the actual shield tunnel excavation progress can be realized. It is possible to provide a shield excavation model test method that can measure and confirm the lining load that conforms to the above.

【０１０４】特に、本発明法は、遠心加速度場におい
て、遠心力を載荷した状態で模型地盤Ａを覆工模型２２
０（シールド掘進機模型２００）で掘削するので、実際
のトンネル施工と相似の各種施工工程、及びそれに伴う
地盤の応力開放が忠実に再現でき、実際のシールドトン
ネル掘進で生ずるテールボイドを模型で実現でき、より
実際のシールドトンネル掘進に適合した覆工積載荷重を
測定・確認できるシールド掘進模型試験方法を提供でき
るものである。Particularly, according to the method of the present invention, in the centrifugal acceleration field, the model ground A is lined with the centrifugal force applied to the lining model 22.
Since 0 (shield excavator model 200) is excavated, various construction processes similar to actual tunnel construction and the accompanying stress relief of the ground can be faithfully reproduced, and the tail void generated by actual shield tunnel excavation can be realized with a model. , It is possible to provide a shield excavation model test method capable of measuring and confirming the lining load which is more suitable for actual shield tunnel excavation.

【０１０５】また、「請求項２」の発明は上記効果に加
え、模型地盤Ａの地表面の変位を測定できるので、この
測定値より、掘削が適正になされているか否かを確認で
き、より通常施工される実際のトンネル施工に適合した
試験を行えるものである。Further, in addition to the above effects, the invention of "Claim 2" can measure the displacement of the ground surface of the model ground A. Therefore, it is possible to confirm from this measurement value whether or not the excavation is properly performed. It is possible to perform tests that are suitable for the actual tunnel construction that is normally performed.

【０１０６】また本発明装置は、模型地盤Ａを収納した
試験槽１０１の一側面側に駆動源１１１とこの駆動源に
よって移動する移動体１２０とを設け、さらに、この移
動体１２０にはカッター兼排泥管２３０を有したシール
ド掘進機模型２００を取り付けてあるので、この移動体
１２０とカッター兼排泥管２３０との駆動で実際のシー
ルドトンネル掘削と同等に模型地盤Ａの掘削が行え、忠
実に掘削工程を模型的に実現でき、測定の信頼性を確保
できるシールド掘進模型試験装置を提供できるものであ
る。Further, the apparatus of the present invention is provided with a drive source 111 and a moving body 120 which is moved by this driving source on one side of the test tank 101 accommodating the model ground A, and the moving body 120 also serves as a cutter. Since the shield machine model 200 having the sludge discharge pipe 230 is attached, the model ground A can be excavated in the same manner as the actual shield tunnel excavation by driving the moving body 120 and the cutter and sludge discharge pipe 230. In addition, the shield excavation model test device capable of realizing the excavation process as a model and ensuring the reliability of measurement can be provided.

【０１０７】また、本発明装置はシールド掘進機模型２
００に外筒２１０を設け、この外筒２１０を引く抜くよ
うになしたため、前記のごとくテールボイド発生も実際
の場合と同様に再現でき、測定の信頼性を確保できるシ
ールド掘進模型試験装置を提供できるものである。Further, the device of the present invention is applied to the shield machine model 2
Since the outer cylinder 210 is provided at 00 and the outer cylinder 210 is pulled out, as described above, the tail void generation can be reproduced as in the actual case, and a shield excavation model test device capable of ensuring the reliability of measurement can be provided. It is a thing.

【０１０８】また本発明装置はシールド掘進機模型２０
０を三重構造となしたため、スクリュー２３２部に土砂
が残っていてもその質量がトンネル覆工模型２２０の内
周面加わることがなく、覆工荷重検出センサー２２１の
機能が保証され測定の信頼性を確保できるシールド掘進
模型試験装置を提供できるものである。Further, the device of the present invention is a shield machine model 20.
Since 0 has a triple structure, even if soil and sand remain on the screw 232, the mass of the soil does not add to the inner peripheral surface of the tunnel lining model 220, and the function of the lining load detection sensor 221 is guaranteed and the measurement reliability is improved. It is possible to provide a shield excavation model test device that can secure the above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明法を実施する装置例正面図である。1 is a front view of an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention.

【図２】本発明装置の一実施例を示す要部縦断面図であ
る。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an essential part showing an embodiment of the device of the present invention.

【図３】本発明装置のシールド掘進機模型部位の縦断面
図である。FIG. 3 is a vertical sectional view of a shield machine model portion of the device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Ａ 模型地盤 １０ 遠心力載荷装置 １０１ 試験槽 １０１ａ 開口 １０３ 枠体 １１１ 駆動源 １１２ 螺子棒 １２０ 移動体 ２１０ 外筒 ２２０ トンネル覆工模型 ２２１ 覆工荷重検出センサー ２３０ カッター兼排泥管 ２３１ 筒 ２３２ スクリュー ２３３ スクリュー駆動軸 ２３３ａ スプライン軸部 ２３４ カッターディスク ２３９ 摺動プーリー ２３５ 駆動源 ３００ 測距装置 ４００ 土圧計 A model ground 10 centrifugal loading device 101 test tank 101a opening 103 frame body 111 drive source 112 screw rod 120 moving body 210 outer cylinder 220 tunnel lining model 221 lining load detection sensor 230 cutter / drain pipe 231 cylinder 232 screw 233 Screw drive shaft 233a Spline shaft portion 234 Cutter disk 239 Sliding pulley 235 Drive source 300 Distance measuring device 400 Earth pressure gauge

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 遠心力載荷装置（１０）に模型地盤
（Ａ）を収納した試験土槽（１０１）を搭載し、 上記遠心力載荷装置（１０）を運転して上記試験土槽
（１０１）を重力加速度のｎ倍の遠心加速度場においた
状態で、該試験土槽（１０１）の側面に設けた開口（１
０１ａ）より、１／ｎの径で外周面に覆工荷重検出セン
サー（２２１，２２１，２２１・・・）を取り付け、そ
の外周には実際の施工で発生するテールボイドの厚みの
１／ｎの厚みの外筒（２１０）を抜き差し可能に嵌着し
たトンネル覆工模型（２２０）を、該トンネル覆工模型
（２２０）の先端に取り付けたカッターディスク（２３
４）とトンネル覆工模型（２２０）内に収納した排泥用
のスクリュー（２３２）とを回転しつつ挿入して、 上記トンネル覆工模型（２２０）が模型地盤（Ａ）内に
所定量進入したらその挿入を停止して、外筒（２１０）
を抜き出して上記覆工荷重検出センサー（２２１，２２
１，２２１・・・）で覆工荷重を検出するようになした
シールド掘進模型試験方法。1. A test soil tank (101) in which a model ground (A) is housed is mounted on a centrifugal force loading device (10), and the test soil tank (101) is operated by operating the centrifugal force loading device (10). Under a centrifugal acceleration field n times the gravitational acceleration, the opening (1) provided on the side surface of the test soil tank (101).
01a), a lining load detection sensor (221, 221, 221, ...) Is attached to the outer peripheral surface with a diameter of 1 / n, and the outer periphery has a thickness of 1 / n of the thickness of the tail void generated in actual construction. A cutter disk (23) in which a tunnel lining model (220) in which an outer cylinder (210) of the same is detachably fitted is attached to the tip of the tunnel lining model (220).
4) and the screw (232) for sludge removal stored in the tunnel lining model (220) are inserted while rotating, and the tunnel lining model (220) enters the model ground (A) by a predetermined amount. After that, stop the insertion of the outer cylinder (210).
The lining load detection sensor (221, 22
1, 221 ...) to detect the lining load, the shield excavation model test method. 【請求項２】 遠心力載荷装置（１０）に模型地盤
（Ａ）を収納した試験土槽（１０１）を搭載し、 上記遠心力載荷装置（１０）を運転して上記試験土槽
（１０１）を重力加速度のｎ倍の遠心加速度場においた
状態で、該試験土槽（１０１）の側面に設けた開口（１
０１ａ）より、１／ｎの径で外周面に覆工荷重検出セン
サー（２２１，２２１，２２１・・・）を取り付け、そ
の外周には実際の施工で発生するテールボイドの厚みの
１／ｎの厚みの外筒（２１０）を抜き差し可能に嵌着し
たトンネル覆工模型（２２０）を、該トンネル覆工模型
（２２０）の先端に取り付けたカッターディスク（２３
４）とトンネル覆工模型（２２０）内に収納した排泥用
のスクリュー（２３２）とを回転しつつ挿入して、模型
地盤（Ａ）内に埋入した土圧計（４００）で模型地盤Ａ
内の土圧変動を、試験土槽（１０）の上部に取り付けた
測距装置（３００）で模型地盤（Ａ）の地表面の変位を
測定し、 上記トンネル覆工模型（２２０）が模型地盤（Ａ）内に
所定量進入したらその挿入を停止して、外筒（２１０）
を抜き出して上記覆工荷重検出センサー（２２１，２２
１，２２１・・・）で覆工荷重を検出するようになした
シールド掘進模型試験方法。2. A test soil tank (101) containing a model ground (A) is mounted on a centrifugal load device (10), and the test soil tank (101) is operated by operating the centrifugal load device (10). Under a centrifugal acceleration field n times the gravitational acceleration, the opening (1) provided on the side surface of the test soil tank (101).
01a), a lining load detection sensor (221, 221, 221, ...) Is attached to the outer peripheral surface with a diameter of 1 / n, and the outer periphery has a thickness of 1 / n of the thickness of the tail void generated in actual construction. A cutter disk (23) in which a tunnel lining model (220) in which an outer cylinder (210) of the same is detachably fitted is attached to the tip of the tunnel lining model (220).
4) and the screw (232) for sludge removal stored in the tunnel lining model (220) are rotated and inserted, and the earth pressure gauge (400) embedded in the model ground (A) is used to model the ground A.
The displacement of the ground surface of the model ground (A) is measured by the distance measuring device (300) attached to the upper part of the test soil tank (10), and the tunnel lining model (220) becomes the model ground. When a predetermined amount enters into (A), the insertion is stopped, and the outer cylinder (210)
The lining load detection sensor (221, 22
1, 221 ...) to detect the lining load, the shield excavation model test method. 【請求項３】 遠心力載荷装置（１０）に搭載する模型
地盤（Ａ）を収納した試験土槽（１０１）の一側面側に
枠体（１０３）を連設し、この枠体（１０３）には駆動
源（１１１）によって試験土槽（１０１）の一側面に接
離する方向に移動する移動体（１２０）を設け、 上記試験土槽（１０１）の一側面側には開口（１０１
ａ）を設け、移動体（１２０）の試験土槽（１０１）側
面には該開口（１０１ａ）内に出入する外筒（２１０）
の基端を連結し、この外筒（２１０）は実際の施工で発
生するテールボイドの厚みの１／ｎの肉厚となし、 上記外筒（２１０）内には１／ｎの径で外周面に覆工荷
重検出センサー（２２１，２２１，２２１・・・）を取
り付けた筒状のトンネル覆工模型（２２０）をその先端
開口部より挿入して取り付け、 さらに、上記トンネル覆工模型（２２０）内には、筒
（２３１）内にスクリュー（２３２）を有したスクリュ
ー駆動軸（２３３）を収納し、このスクリュー駆動軸
（２３３）の先端にはカッターディスク（２３４）を取
り付けたカッター兼排泥管（２３０）を、該トンネル覆
工模型（２２０）の先端開口側より挿入し、該スクリュ
ー駆動軸（２３３）の後端側は該カッター兼排泥管（２
３０）と上記移動体（１２０）を貫通して後方に突出さ
せて、その後方貫出部をスプライン軸部（２３３ａ）と
なし、 上記スクリュー駆動軸（２３３）のスプライン軸部（２
３３ａ）には、このスプライン軸部（２３３ａ）が挿入
する摺動プーリー（２３９）を設け、上記移動体（１２
０）にこの摺動プーリー（２３９）を介してスクリュー
駆動軸（２３３）を回転する駆動源（２３５）を取り付
けてなるシールド掘進模型試験装置。3. A frame body (103) is continuously provided on one side of a test soil tank (101) containing a model ground (A) to be mounted on a centrifugal force loading device (10), and the frame body (103) is provided. A moving body (120) that moves toward and away from one side surface of the test soil tank (101) by a drive source (111) is provided on the side surface of the test soil tank (101).
a) is provided, and the outer cylinder (210) that goes in and out of the opening (101a) is provided on the side surface of the test soil tank (101) of the moving body (120).
The outer cylinders (210) are connected to each other, and the outer cylinder (210) has a thickness of 1 / n of the thickness of the tail void generated in the actual construction. The outer cylinder (210) has an outer peripheral surface with a diameter of 1 / n. A tubular tunnel lining model (220) having lining load detection sensors (221, 221, 221 ...) Attached to it is inserted from the opening of the tip thereof and attached, and the tunnel lining model (220) Inside, a screw drive shaft (233) having a screw (232) in a cylinder (231) is housed, and a cutter disc (234) is attached to the tip of this screw drive shaft (233) to serve as a cutter and sludge sludge. The pipe (230) is inserted from the tip opening side of the tunnel lining model (220), and the rear end side of the screw drive shaft (233) is provided with the cutter / sludging pipe (2).
30) and the moving body (120) to project rearward to form a rearward extending portion as a spline shaft portion (233a), and the spline shaft portion (2) of the screw drive shaft (233).
33a) is provided with a sliding pulley (239) into which the spline shaft portion (233a) is inserted, and the moving body (12)
0) A shield excavation model testing device in which a drive source (235) for rotating a screw drive shaft (233) is attached to the sliding pulley (239). 【請求項４】 遠心力載荷装置（１０）に搭載する模型
地盤（Ａ）を収納した試験土槽（１０１）の一側面側に
枠体（１０３）を連設し、この枠体（１０３）には駆動
源（１１１）によって正逆転する螺子棒（１１２）と、
この螺子棒（１１２）に螺合して該螺子棒（１１２）の
回転で試験土槽（１０１）の一側面に接離する方向に移
動する移動体（１２０）とを設け、 上記試験土槽（１０１）の一側面側には開口（１０１
ａ）を設け、移動体（１２０）の試験土槽（１０１）側
面には該開口（１０１ａ）内に出入する外筒（２１０）
の基端を連結し、この外筒（２１０）は実際の施工で発
生するテールボイドの厚みの１／ｎの肉厚となし、 上記外筒（２１０）内には１／ｎの径で外周面に覆工荷
重検出センサー（２２１，２２１，２２１・・・）を取
り付けた筒状のトンネル覆工模型（２２０）をその先端
開口部より挿入して取り付け、 さらに、上記トンネル覆工模型（２２０）内には、筒
（２３１）内にスクリュー（２３２）を有したスクリュ
ー駆動軸（２３３）を収納し、このスクリュー駆動軸
（２３３）の先端にはカッターディスク（２３４）を取
り付けたカッター兼排泥管（２３０）を、該トンネル覆
工模型（２２０）の先端開口側より挿入し、該スクリュ
ー駆動軸（２３３）の後端側は該カッター兼排泥管（２
３０）と上記移動体（１２０）を貫通して後方に突出さ
せて、その後方貫出部をスプライン軸部（２３３ａ）と
なし、 上記スクリュー駆動軸（２３３）のスプライン軸部（２
３３ａ）には、このスプライン軸部（２３３ａ）が挿入
する摺動プーリー（２３９）を設け、上記移動体（１２
０）にこの摺動プーリー（２３９）を介してスクリュー
駆動軸（２３３）を回転する駆動源（２３５）を取り付
けて、 前記試験土槽（１０１）の上部には模型地盤（Ａ）の地
表面までの距離をトンネル覆工模型（２２０）の中心軸
と直交方向に走査測定する測距装置（３００）を設けて
なるシールド掘進模型試験装置。4. A frame body (103) is continuously provided on one side of a test soil tank (101) containing a model ground (A) to be mounted on a centrifugal force loading device (10), and the frame body (103) is provided. Includes a screw rod (112) that is normally and reversely rotated by a drive source (111),
The screw rod (112) is provided with a moving body (120) that is screwed into the screw rod (112) and moves toward and away from one side surface of the test soil tank (101) by rotation of the screw rod (112). (101) has an opening (101
a) is provided, and the outer cylinder (210) that goes in and out of the opening (101a) is provided on the side surface of the test soil tank (101) of the moving body (120).
The outer cylinders (210) are connected to each other, and the outer cylinder (210) has a thickness of 1 / n of the thickness of the tail void generated in the actual construction. The outer cylinder (210) has an outer peripheral surface with a diameter of 1 / n. A tubular tunnel lining model (220) having lining load detection sensors (221, 221, 221 ...) Attached to it is inserted from the opening of the tip thereof and attached, and the tunnel lining model (220) Inside, a screw drive shaft (233) having a screw (232) in a cylinder (231) is housed, and a cutter disc (234) is attached to the tip of this screw drive shaft (233) to serve as a cutter and sludge sludge. The pipe (230) is inserted from the tip opening side of the tunnel lining model (220), and the rear end side of the screw drive shaft (233) is provided with the cutter / sludging pipe (2).
30) and the moving body (120) to project rearward to form a rearward extending portion as a spline shaft portion (233a), and the spline shaft portion (2) of the screw drive shaft (233).
33a) is provided with a sliding pulley (239) into which the spline shaft portion (233a) is inserted, and the moving body (12)
0) is equipped with a drive source (235) for rotating the screw drive shaft (233) through the sliding pulley (239), and the test soil tank (101) is provided with an upper part on the ground surface of the model ground (A). A shield excavation model test device provided with a distance measuring device (300) for scanning and measuring the distance to the tunnel lining model (220) in a direction orthogonal to the central axis. 【請求項５】 遠心力載荷装置（１０）に搭載する模型
地盤（Ａ）を収納した試験土槽（１０１）の一側面側に
枠体（１０３）を連設し、この枠体（１０３）には駆動
源（１１１）によって正逆転する螺子棒（１１２）と、
この螺子棒（１１２）に螺合して該螺子棒（１１２）の
回転で試験土槽（１０１）の一側面に接離する方向に移
動する移動体（１２０）とを設け、 上記試験土槽（１０１）の一側面側には開口（１０１
ａ）を設け、移動体（１２０）の試験土槽（１０１）側
面には該開口（１０１ａ）内に出入する外筒（２１０）
の基端を連結し、この外筒（２１０）は実際の施工で発
生するテールボイドの厚みの１／ｎの肉厚となし、 上記外筒（２１０）内には１／ｎの径で外周面に覆工荷
重検出センサー（２２１，２２１，２２１・・・）を取
り付けた筒状のトンネル覆工模型（２２０）をその先端
開口部より挿入し、このトンネル覆工模型（２２０）
は、先端側からカッターディスク収納筒部（２２０
ａ）、センサー装着筒部（２２０ｂ）、基端筒部（２２
０ｃ）の筒切り三分割形状となし、 さらに、上記トンネル覆工模型（２２０）内には、筒
（２３１）内にスクリュー（２３２）を有したスクリュ
ー駆動軸（２３３）を収納し、このスクリュー駆動軸
（２３３）の先端にはカッターディスク（２３４）を取
り付けたカッター兼排泥管（２３０）を、該トンネル覆
工模型（２２０）の先端開口側より挿入し、 上記カッター兼排泥管（２３０）と前記カッターディス
ク収納筒部（２２０ａ）及び基端筒部（２２０ｃ）とを
相互に連結固定し、このカッターディスク収納筒部（２
２０ａ）と基端筒部（２２０ｃ）との間に位置するセン
サー装着筒部（２２０ｂ）はその中をカッター兼排泥管
（２３０）が遊挿する内径となし、かつ、このセンサー
装着筒部（２２０ｂ）には回転を防止して昇降方向への
移動を可能とする回転抑止装置（２５５）を設け、 上記スクリュー駆動軸（２３３）の後端側は該カッター
兼排泥管（２３０）と上記移動体（１２０）を貫通して
後方に突出させて、その後方貫出部をスプライン軸部
（２３３ａ）となし、 上記スクリュー駆動軸（２３３）のスプライン軸部（２
３３ａ）には、このスプライン軸部（２３３ａ）が挿入
する摺動プーリー（２３９）を設け、上記移動体（１２
０）にこの摺動プーリー（２３９）を介してスクリュー
駆動軸（２３３）を回転する駆動源（２３５）を取り付
けてなるシールド掘進模型試験装置。5. A frame (103) is continuously provided on one side of a test soil tank (101) containing a model ground (A) to be mounted on a centrifugal load device (10), and the frame (103) is connected to the frame. Includes a screw rod (112) that is normally and reversely rotated by a drive source (111),
The screw rod (112) is provided with a moving body (120) that is screwed into the screw rod (112) and moves toward and away from one side surface of the test soil tank (101) by rotation of the screw rod (112). (101) has an opening (101
a) is provided, and the outer cylinder (210) that goes in and out of the opening (101a) is provided on the side surface of the test soil tank (101) of the moving body (120).
The outer cylinders (210) are connected to each other, and the outer cylinder (210) has a thickness of 1 / n of the thickness of the tail void generated in the actual construction. The outer cylinder (210) has an outer peripheral surface with a diameter of 1 / n. A tubular tunnel lining model (220) having lining load detection sensors (221, 221, 221 ...) Attached to it is inserted from the tip opening, and this tunnel lining model (220)
From the tip side to the cutter disk storage cylinder (220
a), sensor mounting cylinder (220b), base end cylinder (22)
0c) of the cylinder cutting into three parts, and further, in the tunnel lining model (220), the screw drive shaft (233) having the screw (232) in the cylinder (231) is housed, and the screw drive shaft (233) is housed. A cutter / mud discharge pipe (230) having a cutter disk (234) attached to the tip of the shaft (233) is inserted from the tip opening side of the tunnel lining model (220), ) And the cutter disk storage cylinder (220a) and the base end cylinder (220c) are connected and fixed to each other, and the cutter disk storage cylinder (2)
20a) and the base end tubular portion (220c) are provided with a sensor mounting tubular portion (220b) having an inner diameter into which the cutter / drainage pipe (230) is loosely inserted, and this sensor mounting tubular portion The (220b) is provided with a rotation restraining device (255) that prevents rotation and enables movement in the ascending / descending direction, and the rear end side of the screw drive shaft (233) serves as the cutter and sludge discharge pipe (230). The moving body (120) is penetrated and projected rearward to form the rearward extending portion as a spline shaft portion (233a), and the spline shaft portion (2) of the screw drive shaft (233).
33a) is provided with a sliding pulley (239) into which the spline shaft portion (233a) is inserted, and the moving body (12)
0) A shield excavation model testing device in which a drive source (235) for rotating a screw drive shaft (233) is attached to the sliding pulley (239).