JPH0829297A - シールド掘進模型試験方法及びその装置 - Google Patents

シールド掘進模型試験方法及びその装置

Info

Publication number
JPH0829297A
JPH0829297A JP18294294A JP18294294A JPH0829297A JP H0829297 A JPH0829297 A JP H0829297A JP 18294294 A JP18294294 A JP 18294294A JP 18294294 A JP18294294 A JP 18294294A JP H0829297 A JPH0829297 A JP H0829297A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
model
ground
tunnel lining
soil tank
test soil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP18294294A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3402519B2 (ja
Inventor
Shinichiro Imamura
眞一郎 今村
Hisashi Nomoto
寿 野本
Kenji Mito
憲二 三戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nishimatsu Construction Co Ltd
Original Assignee
Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nishimatsu Construction Co Ltd filed Critical Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority to JP18294294A priority Critical patent/JP3402519B2/ja
Publication of JPH0829297A publication Critical patent/JPH0829297A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3402519B2 publication Critical patent/JP3402519B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/16—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces applied through gearing
    • G01N3/165—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces applied through gearing generated by rotation, i.e. centrifugal force

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 遠心力載荷装置を利用して１／ｎ倍の縮尺し
た模型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。 【構成】 遠心力載荷装置に模型地盤を収納した試験土
槽を搭載して重力加速度のｎ倍の遠心加速度場においた
状態で、試験土槽の側面に設けた開口より、１／ｎの径
で外周面に覆工荷重検出センサーを取り付け、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
の厚みの外筒を抜き差し可能に嵌着したトンネル覆工模
型を、先端に取り付けたカッターディスクと排泥用のス
クリューとを回転しつつ挿入して、模型地盤内に所定量
進入したら挿入を停止して、外筒を抜き出して上記覆工
荷重検出センサーで覆工荷重を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【００４３】
【表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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明法を実施する装置例正面図である。
【図２】本発明装置の一実施例を示す要部縦断面図であ
る。
【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。
【符号の説明】
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

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
JP18294294A 1994-07-12 1994-07-12 シールド掘進模型試験方法及びその装置 Expired - Fee Related JP3402519B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18294294A JP3402519B2 (ja) 1994-07-12 1994-07-12 シールド掘進模型試験方法及びその装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18294294A JP3402519B2 (ja) 1994-07-12 1994-07-12 シールド掘進模型試験方法及びその装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0829297A true JPH0829297A (ja) 1996-02-02
JP3402519B2 JP3402519B2 (ja) 2003-05-06

Family

ID=16127068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18294294A Expired - Fee Related JP3402519B2 (ja) 1994-07-12 1994-07-12 シールド掘進模型試験方法及びその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3402519B2 (ja)

Cited By (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2754056A1 (fr) * 1996-09-27 1998-04-03 Perdriat Jacques Dispositif d'equilibrage automatique d'une centrifugeuse
JP2007024728A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Shimizu Corp 地盤調査装置
CN100343650C (zh) * 2004-12-09 2007-10-17 上海隧道工程股份有限公司 大型盾构掘进模拟试验平台
CN100343485C (zh) * 2004-12-09 2007-10-17 上海隧道工程股份有限公司 模拟盾构掘进机试验用的模拟土箱
JP2008157876A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Sumikin Kansai Kogyo Kk 遠心力載荷装置
CN102278117A (zh) * 2011-04-29 2011-12-14 上海交通大学 平行顶管顶进施工模拟装置
CN102393270A (zh) * 2011-08-09 2012-03-28 上海交通大学 面向复杂变载荷的掘进机顺应性设计实验装置
CN102507163A (zh) * 2011-10-10 2012-06-20 沈阳重型机械集团有限责任公司 高水压下盾构机的试验加载装置
CN103061774A (zh) * 2013-01-04 2013-04-24 西南交通大学 一种盾构隧道施工环境模拟装置
CN103837360A (zh) * 2014-03-05 2014-06-04 中国矿业大学 一种隧道管棚施工法模拟开挖装置及其实施方法
CN104034550A (zh) * 2014-06-24 2014-09-10 同济大学 一种多功能教学泥水盾构试验***
CN104297051A (zh) * 2014-09-25 2015-01-21 浙江科技学院 隧道模型实验加载装置
CN105067438A (zh) * 2015-08-21 2015-11-18 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种可施加三轴应力的穿越活动断裂带隧道错动破坏的模型试验装置
CN105259038A (zh) * 2015-11-10 2016-01-20 浙江大学 超重力条件下管道抗***性能测试装置
CN105699629A (zh) * 2016-04-29 2016-06-22 中国科学院武汉岩土力学研究所 三维物理模型试验方法
CN105807034A (zh) * 2016-04-29 2016-07-27 中国科学院武汉岩土力学研究所 配套三维物理模型试验机器人***
CN106124238A (zh) * 2016-08-30 2016-11-16 中铁局集团有限公司 拼装机离线检测装置及检测方法
CN106441751A (zh) * 2016-10-27 2017-02-22 中南大学 用于上软下硬地层的盾构机刀具磨损模拟试验设备及方法
CN106948835A (zh) * 2017-04-21 2017-07-14 天津大学 一种用于盾构模型试验的隧道模型制作方法
CN106959338A (zh) * 2017-03-10 2017-07-18 西南交通大学 一种多层次地下空间结构及围岩的动力响应模拟装置
CN107060792A (zh) * 2017-06-06 2017-08-18 中交二公局第四工程有限公司 一种用于盾构模型试验的钻进式试验装置及方法
CN107167355A (zh) * 2017-07-20 2017-09-15 长安大学 一种适用于室内隧道模型试验的衬砌支护模具
JP2017166295A (ja) * 2016-03-18 2017-09-21 公益財団法人鉄道総合技術研究所 掘削工法模擬装置
CN107356383A (zh) * 2017-07-18 2017-11-17 东北大学 一种盾构机刀具磨损试验机
CN108007760A (zh) * 2017-12-27 2018-05-08 西南交通大学 隧道衬砌结构纵向力学特型试验装置
CN108198504A (zh) * 2018-02-06 2018-06-22 北京交通大学 模拟多线盾构穿越既有结构的离心试验装置及其试验方法
CN108318267A (zh) * 2018-01-18 2018-07-24 浙江大学 泥水平衡盾构综合模拟试验台用五自由度随动支撑***
CN108344641A (zh) * 2018-02-24 2018-07-31 哈尔滨工业大学 接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置及测试方法
CN108709977A (zh) * 2018-07-19 2018-10-26 浙江大学城市学院 一种地面堆载影响既有地铁隧道的室内模型试验装置及试验方法
CN109030044A (zh) * 2018-06-26 2018-12-18 中铁隧道局集团有限公司 一种多功能隧道掘进实验装置
CN109142121A (zh) * 2018-09-30 2019-01-04 长沙学院 一种盾构刀具材料磨损实验台
CN109209408A (zh) * 2018-10-22 2019-01-15 大连理工大学 全断面岩石掘进机刀盘连接法兰应变的监测方法
CN109681219A (zh) * 2018-12-18 2019-04-26 中国海洋大学 急弯曲隧道模型试验装置及其方法
CN110487989A (zh) * 2019-09-06 2019-11-22 长江水利委员会长江科学院 一种越江地铁隧道动力特性离心模型试验装置及其试验方法
CN110501176A (zh) * 2019-08-26 2019-11-26 北京交通大学 一种台阶分部开挖法模型试验装置
CN112796750A (zh) * 2020-12-30 2021-05-14 贵州大学 相似模拟实验中煤岩层的自动开挖装置
CN112985856A (zh) * 2021-01-21 2021-06-18 浙江科技学院 适用于角度无级调节的地面出入式盾构模型试验反力架装置的操作方法
CN113281179A (zh) * 2021-05-21 2021-08-20 中铁第一勘察设计院集团有限公司 一种盾构隧道开挖模型试验箱
CN113311107A (zh) * 2021-05-06 2021-08-27 四川公路桥梁建设集团有限公司 一种模拟特大断面变截面城市隧道开挖的试验装置及方法
CN113671150A (zh) * 2021-07-16 2021-11-19 长安大学 可均匀增湿的组合式黄土地层盾构隧道施工全阶段试验装置
CN113959750A (zh) * 2021-11-17 2022-01-21 北京市市政工程设计研究总院有限公司 一种用于离心模型试验的拼装式盾构隧道模型衬砌及其制作方法
CN114112708A (zh) * 2021-11-26 2022-03-01 同济大学 一种盾构双层衬砌原型试验内水压加载***及设计方法
CN114136970A (zh) * 2021-12-02 2022-03-04 内蒙古科技大学 一种研究矩形顶管隧道掘进引起背土效应的实验方法
CN114295400A (zh) * 2021-12-30 2022-04-08 中铁工程装备集团有限公司 一种滚刀刀座可靠性测试试验台及测试方法
CN114383932A (zh) * 2021-12-29 2022-04-22 大连理工大学 一种盾构隧道模型环向应变检测试验方法
CN114577679A (zh) * 2022-05-05 2022-06-03 湖南大学 基于隧道沉降高效治理的原位地层注浆试验装置及方法
CN114673512A (zh) * 2022-04-01 2022-06-28 中国科学院武汉岩土力学研究所 可控自由度的盾构隧道开挖同步注浆试验设备及其应用
CN114878319A (zh) * 2022-05-11 2022-08-09 安徽理工大学 一种模拟盾构施工过程中地下管线渗漏的装置及方法
CN114910282A (zh) * 2022-04-19 2022-08-16 中国海洋大学 高水压盾构隧道壁后注浆及管片上浮模型试验装置与方法
CN115493867B (zh) * 2022-11-17 2023-01-31 沈阳建筑大学 一种双护盾tbm液压推进***模拟实验设备
CN116380512A (zh) * 2023-04-06 2023-07-04 中铁十局集团城市轨道交通工程有限公司 一种用于室内盾构切削地连墙实验的墙体固定装置及方法
CN117930141A (zh) * 2024-03-25 2024-04-26 湖北高路公路工程监理咨询有限公司 一种基于雷达探测的隧道缺陷检测装置及其方法
WO2024113075A1 (zh) * 2022-11-28 2024-06-06 浙大城市学院 一种盾构隧道同步注浆研究的试验装置及试验方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107288645B (zh) * 2017-08-07 2019-05-17 北京工业大学 一种反力支座可移动的模型盾构机始发装置
CN109115536B (zh) * 2018-10-18 2023-10-17 西南交通大学 一种浅埋拼装式隧道接缝防水耐久性试验装置及试验方法

Cited By (76)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2754056A1 (fr) * 1996-09-27 1998-04-03 Perdriat Jacques Dispositif d'equilibrage automatique d'une centrifugeuse
CN100343650C (zh) * 2004-12-09 2007-10-17 上海隧道工程股份有限公司 大型盾构掘进模拟试验平台
CN100343485C (zh) * 2004-12-09 2007-10-17 上海隧道工程股份有限公司 模拟盾构掘进机试验用的模拟土箱
JP2007024728A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Shimizu Corp 地盤調査装置
JP2008157876A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Sumikin Kansai Kogyo Kk 遠心力載荷装置
CN102278117A (zh) * 2011-04-29 2011-12-14 上海交通大学 平行顶管顶进施工模拟装置
CN102393270A (zh) * 2011-08-09 2012-03-28 上海交通大学 面向复杂变载荷的掘进机顺应性设计实验装置
CN102507163A (zh) * 2011-10-10 2012-06-20 沈阳重型机械集团有限责任公司 高水压下盾构机的试验加载装置
CN103061774A (zh) * 2013-01-04 2013-04-24 西南交通大学 一种盾构隧道施工环境模拟装置
CN103837360A (zh) * 2014-03-05 2014-06-04 中国矿业大学 一种隧道管棚施工法模拟开挖装置及其实施方法
CN104034550A (zh) * 2014-06-24 2014-09-10 同济大学 一种多功能教学泥水盾构试验***
CN104297051A (zh) * 2014-09-25 2015-01-21 浙江科技学院 隧道模型实验加载装置
CN105067438A (zh) * 2015-08-21 2015-11-18 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种可施加三轴应力的穿越活动断裂带隧道错动破坏的模型试验装置
CN105067438B (zh) * 2015-08-21 2017-10-27 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种可施加三轴应力的穿越活动断裂带隧道错动破坏的模型试验装置
CN105259038A (zh) * 2015-11-10 2016-01-20 浙江大学 超重力条件下管道抗***性能测试装置
JP2017166295A (ja) * 2016-03-18 2017-09-21 公益財団法人鉄道総合技術研究所 掘削工法模擬装置
CN105699629A (zh) * 2016-04-29 2016-06-22 中国科学院武汉岩土力学研究所 三维物理模型试验方法
CN105807034A (zh) * 2016-04-29 2016-07-27 中国科学院武汉岩土力学研究所 配套三维物理模型试验机器人***
CN106124238A (zh) * 2016-08-30 2016-11-16 中铁局集团有限公司 拼装机离线检测装置及检测方法
CN106441751A (zh) * 2016-10-27 2017-02-22 中南大学 用于上软下硬地层的盾构机刀具磨损模拟试验设备及方法
CN106959338A (zh) * 2017-03-10 2017-07-18 西南交通大学 一种多层次地下空间结构及围岩的动力响应模拟装置
CN106948835A (zh) * 2017-04-21 2017-07-14 天津大学 一种用于盾构模型试验的隧道模型制作方法
CN107060792A (zh) * 2017-06-06 2017-08-18 中交二公局第四工程有限公司 一种用于盾构模型试验的钻进式试验装置及方法
CN107060792B (zh) * 2017-06-06 2019-03-19 中交二公局第四工程有限公司 一种用于盾构模型试验的钻进式试验装置及方法
CN107356383A (zh) * 2017-07-18 2017-11-17 东北大学 一种盾构机刀具磨损试验机
CN107356383B (zh) * 2017-07-18 2019-08-02 东北大学 一种盾构机刀具磨损试验机
CN107167355B (zh) * 2017-07-20 2024-05-07 长安大学 一种适用于室内隧道模型试验的衬砌支护模具
CN107167355A (zh) * 2017-07-20 2017-09-15 长安大学 一种适用于室内隧道模型试验的衬砌支护模具
CN108007760A (zh) * 2017-12-27 2018-05-08 西南交通大学 隧道衬砌结构纵向力学特型试验装置
CN108318267A (zh) * 2018-01-18 2018-07-24 浙江大学 泥水平衡盾构综合模拟试验台用五自由度随动支撑***
CN108198504B (zh) * 2018-02-06 2024-03-01 北京交通大学 模拟多线盾构穿越既有结构的离心试验装置及其试验方法
CN108198504A (zh) * 2018-02-06 2018-06-22 北京交通大学 模拟多线盾构穿越既有结构的离心试验装置及其试验方法
CN108344641A (zh) * 2018-02-24 2018-07-31 哈尔滨工业大学 接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置及测试方法
CN108344641B (zh) * 2018-02-24 2020-06-09 哈尔滨工业大学 接触器双断点桥式触头焊接结合强度测试装置及测试方法
CN109030044A (zh) * 2018-06-26 2018-12-18 中铁隧道局集团有限公司 一种多功能隧道掘进实验装置
CN108709977A (zh) * 2018-07-19 2018-10-26 浙江大学城市学院 一种地面堆载影响既有地铁隧道的室内模型试验装置及试验方法
CN108709977B (zh) * 2018-07-19 2024-03-01 浙江大学城市学院 一种地面堆载影响既有地铁隧道的室内模型试验装置及试验方法
CN109142121A (zh) * 2018-09-30 2019-01-04 长沙学院 一种盾构刀具材料磨损实验台
CN109142121B (zh) * 2018-09-30 2023-11-21 长沙学院 一种盾构刀具材料磨损实验台
CN109209408B (zh) * 2018-10-22 2020-04-28 大连理工大学 全断面岩石掘进机刀盘连接法兰应变的监测方法
CN109209408A (zh) * 2018-10-22 2019-01-15 大连理工大学 全断面岩石掘进机刀盘连接法兰应变的监测方法
CN109681219A (zh) * 2018-12-18 2019-04-26 中国海洋大学 急弯曲隧道模型试验装置及其方法
CN110501176B (zh) * 2019-08-26 2020-06-26 北京交通大学 一种台阶分部开挖法模型试验装置
CN110501176A (zh) * 2019-08-26 2019-11-26 北京交通大学 一种台阶分部开挖法模型试验装置
CN110487989B (zh) * 2019-09-06 2024-03-26 长江水利委员会长江科学院 一种越江地铁隧道动力特性离心模型试验装置及其试验方法
CN110487989A (zh) * 2019-09-06 2019-11-22 长江水利委员会长江科学院 一种越江地铁隧道动力特性离心模型试验装置及其试验方法
CN112796750A (zh) * 2020-12-30 2021-05-14 贵州大学 相似模拟实验中煤岩层的自动开挖装置
CN112985856B (zh) * 2021-01-21 2023-03-17 浙江科技学院 适用于角度无级调节的地面出入式盾构模型试验反力架装置的操作方法
CN112985856A (zh) * 2021-01-21 2021-06-18 浙江科技学院 适用于角度无级调节的地面出入式盾构模型试验反力架装置的操作方法
CN113311107A (zh) * 2021-05-06 2021-08-27 四川公路桥梁建设集团有限公司 一种模拟特大断面变截面城市隧道开挖的试验装置及方法
CN113311107B (zh) * 2021-05-06 2023-11-14 四川公路桥梁建设集团有限公司 一种模拟特大断面变截面城市隧道开挖的试验装置及方法
CN113281179B (zh) * 2021-05-21 2023-03-17 中铁第一勘察设计院集团有限公司 一种盾构隧道开挖模型试验箱
CN113281179A (zh) * 2021-05-21 2021-08-20 中铁第一勘察设计院集团有限公司 一种盾构隧道开挖模型试验箱
CN113671150A (zh) * 2021-07-16 2021-11-19 长安大学 可均匀增湿的组合式黄土地层盾构隧道施工全阶段试验装置
CN113671150B (zh) * 2021-07-16 2023-06-20 长安大学 可均匀增湿的组合式黄土地层盾构隧道施工全阶段试验装置
CN113959750A (zh) * 2021-11-17 2022-01-21 北京市市政工程设计研究总院有限公司 一种用于离心模型试验的拼装式盾构隧道模型衬砌及其制作方法
CN114112708B (zh) * 2021-11-26 2023-10-03 同济大学 一种盾构双层衬砌原型试验内水压加载***及设计方法
CN114112708A (zh) * 2021-11-26 2022-03-01 同济大学 一种盾构双层衬砌原型试验内水压加载***及设计方法
CN114136970B (zh) * 2021-12-02 2024-01-26 内蒙古科技大学 一种研究矩形顶管隧道掘进引起背土效应的实验方法
CN114136970A (zh) * 2021-12-02 2022-03-04 内蒙古科技大学 一种研究矩形顶管隧道掘进引起背土效应的实验方法
CN114383932A (zh) * 2021-12-29 2022-04-22 大连理工大学 一种盾构隧道模型环向应变检测试验方法
CN114383932B (zh) * 2021-12-29 2023-11-17 大连理工大学 一种盾构隧道模型环向应变检测试验方法
CN114295400A (zh) * 2021-12-30 2022-04-08 中铁工程装备集团有限公司 一种滚刀刀座可靠性测试试验台及测试方法
CN114673512B (zh) * 2022-04-01 2023-02-28 中国科学院武汉岩土力学研究所 可控自由度的盾构隧道开挖同步注浆试验设备及其应用
CN114673512A (zh) * 2022-04-01 2022-06-28 中国科学院武汉岩土力学研究所 可控自由度的盾构隧道开挖同步注浆试验设备及其应用
CN114910282B (zh) * 2022-04-19 2023-02-03 中国海洋大学 高水压盾构隧道壁后注浆及管片上浮模型试验装置与方法
CN114910282A (zh) * 2022-04-19 2022-08-16 中国海洋大学 高水压盾构隧道壁后注浆及管片上浮模型试验装置与方法
CN114577679A (zh) * 2022-05-05 2022-06-03 湖南大学 基于隧道沉降高效治理的原位地层注浆试验装置及方法
WO2023216295A1 (zh) * 2022-05-11 2023-11-16 安徽理工大学 一种模拟盾构施工过程中地下管线渗漏的装置及方法
CN114878319A (zh) * 2022-05-11 2022-08-09 安徽理工大学 一种模拟盾构施工过程中地下管线渗漏的装置及方法
CN115493867B (zh) * 2022-11-17 2023-01-31 沈阳建筑大学 一种双护盾tbm液压推进***模拟实验设备
WO2024113075A1 (zh) * 2022-11-28 2024-06-06 浙大城市学院 一种盾构隧道同步注浆研究的试验装置及试验方法
CN116380512B (zh) * 2023-04-06 2023-11-07 中铁十局集团城市轨道交通工程有限公司 一种用于室内盾构切削地连墙实验的墙体固定装置及方法
CN116380512A (zh) * 2023-04-06 2023-07-04 中铁十局集团城市轨道交通工程有限公司 一种用于室内盾构切削地连墙实验的墙体固定装置及方法
CN117930141A (zh) * 2024-03-25 2024-04-26 湖北高路公路工程监理咨询有限公司 一种基于雷达探测的隧道缺陷检测装置及其方法
CN117930141B (zh) * 2024-03-25 2024-06-11 湖北高路公路工程监理咨询有限公司 一种基于雷达探测的隧道缺陷检测装置及其方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3402519B2 (ja) 2003-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3402519B2 (ja) シールド掘進模型試験方法及びその装置
CN107796646B (zh) 模拟深埋隧洞***开挖卸荷的试验装置及试验方法
US5381690A (en) Method and apparatus for measuring three dimensional stress in rock surrounding a borehole
KR101322125B1 (ko) 터널 보어링 머신의 굴착 모사 시험 장치
JP2002365170A (ja) トンネル掘削機模型試験方法及び装置
CN102352620A (zh) 测量和监测地下水压力方法及装置
Withers et al. The development of a full displacement pressuremeter
CN117870616B (zh) 一种地面沉降自动化监测设备
CA2062542C (en) Method and apparatus for measuring three dimensional stress in rock surrounding a borehole
CN108489746B (zh) 螺旋出土器内布设土压力计监测模型盾构机的装置和方法
CN109669024B (zh) 一种基于激光定位的相似材料模型试验开挖与支护结构的安装方法
CN110658064B (zh) 一种模拟获取隧洞流质衬砌支护最佳支护力的装置及方法
JP4317600B2 (ja) ロータリー式サンプリング法による試料採取方法
CN200986440Y (zh) 一种测量混凝土灌注桩高度的装置
JP6850624B2 (ja) 高圧噴射撹拌工の施工状況確認方法及びこの方法を用いた地盤改良体の造成方法
CN210737530U (zh) 工程桩试桩消摩阻双护筒
CN212694080U (zh) 一种地质勘探测量设备
CN111678809B (zh) 一种煤岩体内摩擦角和粘聚力测试装置及测试方法
CN217536903U (zh) 便携式压实度检测挖坑装置
JP2006322175A (ja) 土質試料用サンプラー
Valent et al. Feasibility of subseafloor emplacement of nuclear waste
CN218121459U (zh) 一种水利土方回填用压实度取样装置
CN214426961U (zh) 一种装配式管道结构顶管施工离心模拟装置
CN111622198B (zh) 一种传感器埋设装置及其埋设方法
CN213516712U (zh) 一种煤矿地质硬度测量仪

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 5

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080229

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090228

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100228

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100228

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110228

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees