(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料となる土壌が充填された筒体の一端側と、フレッシュコンクリートが充填されたフレッシュコンクリート封入管の一端側と、が接続され、前記筒体と前記フレッシュコンクリート封入管との間が仕切り部材で仕切られた状態を形成し、
前記フレッシュコンクリート封入管における他端側から加圧手段によって加圧し、
前記仕切り部材を取り外して、前記筒体と前記フレッシュコンクリート封入管とを連通状態とし、
前記加圧手段の加圧による状態の変化としての、前記フレッシュコンクリート封入管に押し込められた前記加圧手段の押し込み量の変化、前記筒体および前記フレッシュコンクリート封入管内の所定の位置における圧力の変化、並びに、前記フレッシュコンクリートが前記筒体に進入することによる変化のうち少なくとも一つの変化に基づいて、前記フレッシュコンクリートと前記土壌との相対挙動としての、前記土壌に対する前記フレッシュコンクリートの進入量を評価することを特徴とするフレッシュコンクリートと土壌との相対挙動評価方法。
【請求項２】
前記フレッシュコンクリート封入管が湾曲形状をなしており、
前記筒体を略水平に配置するとともに、前記フレッシュコンクリート封入管の他端側が、上方に開口する形態で前記フレッシュコンクリート封入管を配置して、前記加圧手段による加圧を行う請求項１に記載のフレッシュコンクリートと土壌との相対挙動評価方法。
【請求項３】
前記筒体が内部を視認可能とされている請求項１または請求項２に記載のフレッシュコンクリートと土壌との相対挙動評価方法。
【請求項４】
前記筒体が、内筒と外筒とを備える二重管とされており、
前記土壌が、前記内筒と前記外筒との間の隙間に充填されている請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載のフレッシュコンクリートと土壌との相対挙動評価方法。
【請求項５】
前記土壌として、場所打ちコンクリートライニングシールド工法に用いられる掘進機における胴殻の周囲の地盤を想定した土壌を用いる請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載のフレッシュコンクリートと土壌との相対挙動評価方法。
【請求項６】
試料となる土壌を充填する筒体と、フレッシュコンクリートが充填されるフレッシュコンクリート封入管とを備え、前記筒体の一端側と前記フレッシュコンクリート封入管の一端側とが接続され、前記筒体と前記フレッシュコンクリート封入管との間に仕切り部材が配置され、
前記フレッシュコンクリート封入管の他端側に、前記フレッシュコンクリート封入管内における前記フレッシュコンクリートを加圧する加圧手段を備えており、
前記仕切り部材を取り外して、前記筒体と前記フレッシュコンクリート封入管とを連通状態とし、
前記加圧手段の加圧による状態の変化としての、前記フレッシュコンクリート封入管に押し込められた前記加圧手段の押し込み量の変化、前記筒体および前記フレッシュコンクリート封入管内の所定の位置における圧力の変化、並びに、前記フレッシュコンクリートが前記筒体に進入することによる変化のうち少なくとも一つの変化に基づいて、前記フレッシュコンクリートと前記土壌との相対挙動としての、前記土壌に対する前記フレッシュコンクリートの進入量を評価することを特徴とするフレッシュコンクリートと土壌との相対挙動評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレッシュコンクリートと土壌との相対挙動を評価する相対挙動評価方法および相対挙動評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地下トンネルを施工するにあたり、場所打ちコンクリートライニングシールド工法が注目されている。場所打ちコンクリートライニングシールド工法は、シールド工法、場所打ちコンクリートの打設、ＮＡＴＭ工法（New Austrian Tunnelling Method）を利用した工法である。場所打ちコンクリートライニングシールド工法は、シールド工法の安全性と、ＮＡＴＭ工法の経済性を合わせ持った工法であり、近年、地下トンネルの施工方法として注目されている工法である。
【０００３】
場所打ちコンクリートライニングシールド工法では、密閉型のシールドマシンによって切羽の安定を図りながら掘削を進めるとともに、掘進と並行してシールドマシンのテール部で一次覆工となる場所打ちコンクリートを打設する。こうして、一次支保工として地山を保持しながらトンネル構築する。続いて、一次覆工の安定を計測によって確認してから、ＮＡＴＭ工法と同様に、漏水処理工と二次覆工を施工してトンネルを完成させる。
【０００４】
また、場所打ちコンクリートライニングシールド工法と同様に、シールド機を用いるとともに、コンクリートを打設してトンネルを構築する工法として、ＥＣＬ工法（ExtrudedConcrete Lining）が知られている。ＥＣＬ工法は、シールド機におけるテール部から覆工用のフレッシュコンクリートを地盤側に押し込み、シールド機によるトンネルの掘削と、テール部における場所打ちコンクリート覆工とを一連の施工工程に組み込んだものである。このＥＣＬ工法におけるコンクリートの性状等の評価を行う装置として、従来、場所打ちライニング工法用実験装置がある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
この場所打ちライニング工法用実験装置は、箱体内に場所内ライニングの先行コンクリート部分と後行コンクリートの配筋をセットし、可動側板を閉じる。次に、インナープレートを挿入した後、土を締固めながら充填する。さらに土に給水して箱体内に地山を形成する。それから、箱体底部に後行コンクリートを打設し、その終了権にインナープレートを引き抜き、モルタルを注入する。同時に可動側板を押圧して後行コンクリートをプレスするものであるという。
【０００６】
このような一連の作業を行うことにより、インナープレート引き抜き後における可動側板を外した際の妻部の自立性の調査などの各種調査を行うことができる。また、シールド機を模したインナープレートの引き抜きによるひび割れ状況の観察やコンクリートの性状調査などを行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平２−２０１０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、場所打ちコンクリートライニングシールド工法においては、一次覆工を行う際に、シールドマシンのテール部で場所打ちコンクリートを打設する際、型枠と地山との間にフレッシュコンクリートを注入する。このとき、地山の土壌とフレッシュコンクリートの性質によっては、地山に対するフレッシュコンクリートの進入量が多くなってしまい、施工性が低くなる問題がある。このような問題を避けるためには、シールドマシンにおける周囲の土壌の性質に見合ったフレッシュコンクリートを用いることが重要であり、土壌とフレッシュコンクリートとの相対挙動を把握することが求められる。
【０００９】
しかし、上記特許文献１に開示された場所打ちライニング工法用実験装置は、いわゆるＥＣＬ工法におけるコンクリートの性状の評価等を行うことものである。このため、場所打ちコンクリートライニングシールド工法において求められる土壌とフレッシュコンクリートとの相対挙動について把握することができないという問題があった。
【００１０】
ここで、たとえばシールドマシンと周辺の地山とを模した大型の装置を作成し、実際に場所打ちコンクリートの打設を行って、土壌とフレッシュコンクリートとの相対挙動を評価することが考えられる。しかし、この場合には、大掛かりな装置が必要となり、たとえば現場などで行われる簡易な実験に用いることができないという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、簡易な装置を用いてフレッシュコンクリートと土壌との相対挙動を把握することができるフレッシュコンクリートと土壌との相対挙動評価方法および評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決した本発明に係るフレッシュコンクリートと土壌との相対挙動評価方法は、試料となる土壌が充填された筒体の一端側と、フレッシュコンクリートが充填されたフレッシュコンクリート封入管の一端側と、が接続され、筒体とフレッシュコンクリート封入管との間が仕切り部材で仕切られた状態を形成し、フレッシュコンクリート封入管における他端側から加圧手段によって加圧し、仕切り部材を取り外して、筒体とフレッシュコンクリート封入管とを連通状態とし、加圧手段における加圧状態の変化に基づいて、フレッシュコンクリートと土壌との相対挙動を評価することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るフレッシュコンクリートと土壌との相対挙動評価方法は、フレッシュコンクリート封入管における他端側から加圧手段によって加圧し、筒体とフレッシュコンクリート封入管とを連通状態とし、加圧手段の加圧による状態の変化に基づいて、土壌に対するフレッシュコンクリートの挙動を評価している。これらの筒体とコンクリート封入管との関係により、土壌や土壌と型枠との間にフレッシュコンクリートを注入する状態を模することができる。このため、加圧手段の加圧による状態の変化を検出することにより、フレッシュコンクリートと土壌との相対挙動を把握することができる。また、装置全体としては、筒体とフレッシュコンクリート封入管と加圧手段とで構成することができるので、簡易な構造とすることができる。したがって、簡易な装置を用いてフレッシュコンクリートと土壌との相対挙動を把握することができる。なお、加圧手段の加圧による状態の変化としては、たとえばフレッシュコンクリート封入管に押し込められた加圧手段の押し込み量の変化、筒体およびフレッシュコンクリート封入管内の所定の位置における圧力などの変化、あるいは、フレッシュコンクリートが筒体に進入することによる変化を挙げることができる。
【００１４】
ここで、フレッシュコンクリート封入管が湾曲形状をなしており、筒体を略水平に配置するとともに、フレッシュコンクリート封入管の他端側が、上方に開口する形態でフレッシュコンクリート封入管を配置して、加圧手段による加圧を行うようにすることができる。
【００１５】
このように、フレッシュコンクリート封入管が湾曲形状をなしており、筒体を略水平に配置するとともに、フレッシュコンクリート封入管の他端側が、上方に開口する形態でフレッシュコンクリート封入管を配置されることにより、加圧手段による加圧を容易に行うことができる。
【００１６】
また、筒体が内部を視認可能とされているようにすることができる。
【００１７】
このように、筒体の内部を視認可能とされていることにより、土壌に進入するフレッシュコンクリートの進入状態を目視によって観察することができる。したがって、フレッシュコンクリートと土壌との相対挙動をより適切に評価することができる。
【００１８】
さらに、筒体が、内筒と外筒とを備える二重管とされており、土壌が、内筒と外筒との間の隙間に充填されているようにすることができる。
【００１９】
このように、筒体が二重管とされ、土壌が、内筒と外筒との間の隙間に充填されていることにより、地山を掘進するシールドマシンを模することができる。したがって、シールドマシンの周囲において地山における土壌と型枠との間などにフレッシュコンクリートＦを充填する際における土壌とフレッシュコンクリートの相対挙動をより適切に評価することができる。
【００２０】
また、土壌として、場所打ちコンクリートライニングシールド工法に用いられる掘進機における胴殻の周囲の地盤を想定した土壌を用いるようにすることができる。
【００２１】
このように、土壌として、場所打ちコンクリートライニングシールド工法に用いられる掘進機における胴殻の周囲の地盤を想定した土壌を用いることにより、場所打ちコンクリートライニングシールド工法によってフレッシュコンクリートを打設する際における周辺土壌に対するフレッシュコンクリートの回り込み状況を推定することができる。
【００２２】
他方、上記課題を解決した本発明に係るフレッシュコンクリートと土壌との相対挙動評価装置は、試料となる土壌を充填する筒体と、フレッシュコンクリートが充填されるフレッシュコンクリート封入管とを備え、筒体の一端側とフレッシュコンクリート封入管の一端側とが接続され、筒体とフレッシュコンクリート封入管との間に仕切り部材が配置され、フレッシュコンクリート封入管の他端側に、フレッシュコンクリート封入管内におけるフレッシュコンクリートを加圧する加圧手段を備えており、仕切り部材を取り外して、筒体とフレッシュコンクリート封入管とを連通状態とし、加圧手段の加圧による状態の変化に基づいて、土壌に対するフレッシュコンクリートの挙動を評価することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るフレッシュコンクリートと土壌との相対挙動評価方法および評価装置によれば、簡易な装置を用いてフレッシュコンクリートと土壌との相対挙動を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】相対挙動評価装置の側面図である。
【図２】図１のII-II線断面図である。
【図３】シャッターの正面図である。
【図４】場所打ちコンクリートライニングシールド工法を行うシールドマシンの側断面図である。
【図５】相対挙動評価を行う前準備の工程を示す工程図である。
【図６】（ａ）（ｂ）とも、相対挙動評価の結果の例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係る相対挙動評価装置は、本発明の筒体である土壌充填管１およびコンクリート封入管２を備えている。土壌充填管１は、その軸方向が略水平面に沿った方向を向いて配置されている。また、コンクリート封入管２は、全体として湾曲形状をなす略Ｊ字形状をなしており、その軸方向が鉛直方向に沿って配置されている。さらに、コンクリート封入管２の上端部には、加圧装置３が設けられている。
【００２７】
土壌充填管１は、外筒部１１と内筒部１２とを備えており、これらの外筒部１１および内筒部１２は、同軸状に配置されている。このうちの外筒部１１は、透明のアクリルによって形成されており、外筒部１１の内側がその外側から視認可能とされている。内筒部１２は、塩化ビニル製であり、内側は視認不能とされている。外筒部１１における両面は開放されており、内筒部１２における両面は閉塞されている。このため、外筒部１１の内側であって内筒部１２の外側に、土壌が収容可能とされており、この外筒部１１と内筒部１２との間に土壌が充填されて相対挙動評価が行われる。
【００２８】
さらに、土壌充填管１の一端側には、一端側フランジ１３が取り付けられており、他端側には、他端側フランジ１４が取り付けられている。また、図２に示すように、一端側フランジ１３は円形状をなしており、その周方向に沿って離間して所定数、本実施形態では８個のボルト孔が形成されている。また、一端側フランジ１３の近傍には、第１圧力計Ｐ１が設けられており、他端側フランジ１４の近傍には第２圧力計Ｐ２が設けられている。
【００２９】
土壌充填管１の一端側には、フレッシュコンクリート封入管であるコンクリート封入管２が配置されている。コンクリート封入管２は、直線部２１および湾曲部２２を備えている。直線部２１は文字通り直線状をなしており、その軸方向が鉛直方向に沿って配置されている。湾曲部２２は、その両端を約９０度曲げる角度となるように構成されている。
【００３０】
湾曲部２２における一端側には、土壌充填管１が接続されており、他端側には、直線部２１が接続されている。また、湾曲部２２における一端側が本発明にいうコンクリート封入管２の一端側となる。こうして、コンクリート封入管２における直線部２１はその軸方向が鉛直方向に沿うように配置され、土壌充填管１は、その軸方向が水平面上に位置するように配置される。
【００３１】
コンクリート封入管２における直線部２１および湾曲部２２は、いずれも鋼製であり、その内側は視認不能とされている。また、直線部２１における一端側に、第１フランジ２３が設けられ、他端側に第２フランジ２４が設けられている。さらに、湾曲部２２における一端側に第３フランジ２５が設けられ、他端側に第４フランジ２６が設けられている。
【００３２】
これらの第１フランジ２３〜第４フランジ２６には、いずれも土壌充填管１におけるフランジ１３，１４に形成されたボルト孔と同様のボルト孔が形成されている。また、土壌充填管１におけるフランジ１３，１４およびコンクリート封入管２における第１フランジ２３〜２６の表面には、弾性を有する緩衝材が配設されている。これらの緩衝材が配置されていることにより、各フランジ間からのフレッシュコンクリートや土壌の漏洩を防止している。
【００３３】
相対挙動評価が行われる際には、土壌充填管１における一端側フランジ１３およびコンクリート封入管２における第４フランジ２６のそれぞれのボルト孔にボルトが貫通され、ナットで締め付けられる。こうして、土壌充填管１における一端側フランジ１３およびコンクリート封入管２における第４フランジ２６が締結される。
【００３４】
土壌充填管１における一端側フランジ１３およびコンクリート封入管２における第４フランジ２６が締結されることにより、土壌充填管１における外筒部１１の内側であって内筒部１２の外側と、コンクリート封入管２の内部とが連通可能な状態に接続される。
【００３５】
同様に、コンクリート封入管２における第２フランジ２４および第３フランジ２５のそれぞれのボルト孔にボルトが貫通され、ナットで締め付けられて、第２フランジ２４および第３フランジ２５が締結される。さらに、コンクリート封入管２における直線部２１および湾曲部２２には、フレッシュコンクリートが封入される。また、コンクリート封入管２における第４フランジ２６の近傍位置には、第３圧力計Ｐ３が設けられている。
【００３６】
コンクリート封入管２の他端側には、本発明の加圧手段である加圧装置３が設けられている。加圧装置３は、加圧シリンダ３１および加圧ジャッキ３２を備えており、加圧ジャッキ３２は、加圧フレーム３３に対して設けられている。加圧シリンダ３１は、シリンダロッドを備えており、シリンダロッドの先端には、コンクリート封入管２の一端側開口の形状と同一形状を有する押圧板が取り付けられている。
【００３７】
加圧装置３における加圧ジャッキ３２を作動させると、加圧フレーム３３に対して加圧シリンダ３１のシリンダロッドが相対的に移動し、シリンダロッドの先端に取り付けられた押圧板が下降しようとする。このとき、押圧板は、コンクリート封入管２内に進入しようとして、コンクリート封入管２内に充填されたフレッシュコンクリートＦを下方に押し込む。こうして、コンクリート封入管２内におけるフレッシュコンクリートＦに対する加圧を行う。
【００３８】
さらに、加圧フレーム３３は、反力壁Ｗに固定されている。反力壁Ｗとしては、相対挙動評価装置を設ける場所に存在する所定の強度を有する壁が用いられる。反力壁Ｗとしては、所定の強度を有し、加圧フレーム３３を取付可能とされている条件を満たせば、種々の壁体を適宜用いることができる。
【００３９】
相対挙動評価が行われる際には、コンクリート封入管２における第１フランジ２３に加圧ジャッキ３２が取り付けられる。また、コンクリート封入管２の内側には、加圧シリンダ３１が進入可能とされている。こうして、加圧ジャッキ３２によりコンクリート封入管２に封入されたフレッシュコンクリートを加圧可能とされている。
【００４０】
土壌充填管１の他端側には、ダミー管４が配置されている。ダミー管４は、湾曲形状をなす管体本体４１を備えている。管体本体４１の一端側には、一側フランジ４２が設けられ、他端側に他側フランジ４３が設けられている。相対挙動評価を行う際、ダミー管４の内部には、土壌充填管１に充填される土壌と同質の土壌が充填される。
【００４１】
一側フランジ４２および他側フランジ４３には、いずれも土壌充填管１におけるフランジ１３，１４に形成されたボルト孔と同様のボルト孔が形成されている。ダミー管４における一側フランジ４２と土壌充填管１における他端側フランジ１４をボルト留めすることにより、土壌充填管１における外筒部１１の内側であって内筒部１２の外側と、ダミー管４における内側とが連通可能な状態に接続される。
【００４２】
また、図２に示すように、相対挙動評価が行われる前には、土壌充填管１とコンクリート封入管２との間に仕切り部材であるシャッター５が介在した状態とされている。図３に示すように、シャッター５は、本体部５１を備えており、本体部５１が土壌充填管１とコンクリート封入管２との間の連通状態を閉塞している。このため、シャッター５を外すことにより、土壌充填管１とコンクリート封入管２とが連通状態となる。
【００４３】
シャッター５における本体部５１の上方には、作業員などが把持可能とされた取手５２が設けられている。さらに、本体部５１の上部には、貫通孔５３が形成されており、本体部５１の下端部には、切欠き部５４が形成されている。土壌充填管１とコンクリート封入管２との間にシャッター５を介在させるときには、貫通孔５３および切欠き部５４がボルトナットによって締め付けられる。
【００４４】
図２に示すコンクリート封入管２における第４フランジ２６に形成されたボルト孔のうち、上部に配置されたボルト孔を第１ボルト孔２６Ａおよび第２ボルト孔２６Ｂとする。また、第４フランジ２６に形成されたボルト孔のうち、下部に配置されたボルト孔を第３ボルト孔２６Ｃおよび第４ボルト孔２６Ｄとする。
【００４５】
この場合、第１ボルト孔２６Ａおよび第２ボルト孔２６Ｂを貫通するボルトと、このボルトにねじ込まれるナットによって、貫通孔５３が締め付けられる。また第３ボルト孔２６Ｃおよび第４ボルト孔２６Ｄを貫通するボルトと、このボルトにねじ込まれるナットによって、切欠き部５４が締め付けられる。こうして、土壌充填管１の一端側フランジ１３と、コンクリート封入管２の第４フランジ２６とが締結される。
【００４６】
次に、本実施形態に係る相対挙動評価装置を用いたフレッシュコンクリートと土壌との相対挙動評価方法の手順について説明する。本実施形態に係る相対挙動評価方法では、場所打ちコンクリートライニングシールド工法に用いられる掘進機における胴殻の周囲の地盤を想定している。たとえば、図４に示すように、場所打ちコンクリートライニングシールド工法に用いられるシールドマシンＭの周囲における地山Ｔと、シールドマシンＭにおけるコンクリート供給管Ｐから供給されるフレッシュコンクリートＦとの相対挙動を想定した評価が行われる。
【００４７】
場所打ちコンクリートライニングシールド工法では、シールドマシンＭにおける地山Ｔの掘進を進めるとともに、シールドマシンＭの掘進機における胴殻の後方の周囲に型枠Ｋを組んでいく。地山Ｔの掘進に当たっては、型枠Ｋに反力をとってジャッキＪによりシールドマシンＭを押し進める。続いて、型枠Ｋと地山Ｔとの間にコンクリート供給管ＰからフレッシュコンクリートＦを充填する。この工程を繰り返して、地山Ｔに一次覆工を行っている。
【００４８】
このとき、型枠Ｋと地山Ｔとの間にフレッシュコンクリートＦを充填する際、地山Ｔの中にフレッシュコンクリートが進入してしまい、型枠Ｋと地山Ｔとの間にうまくフレッシュコンクリートＦが充填できないことがある。このような事態を回避するために、地山Ｔを想定した土と、フレッシュコンクリートＦとの間における相対挙動評価を行う。
【００４９】
相対挙動評価を行うにあたり、まず、前準備を行う。前準備では、試料となる土壌が充填された土壌充填管１と、フレッシュコンクリートＦが封入されたコンクリート封入管２との接続を行う。前準備工程では、図５（ａ）に示すように、土壌充填管１における外筒部１１の内側であって内筒部１２の外側における外筒部１１と内筒部１２との間の隙間に土壌Ｓを充填する。
【００５０】
土壌Ｓの充填作業は、土壌充填管１の軸方向が鉛直方向を向くようにして土壌充填管１を配置し、その一端側の開口から作業員Ｈが土壌Ｓを投入することによって行われる。また、土壌充填管１における外筒部１１と内筒部１２との間を、場所打ちコンクリートライニングシールド工法が行われる際における型枠Ｋと地山Ｔとの距離と一致させることにより、地山Ｔに対するフレッシュコンクリートＦの進入具合をより精度よく評価することができる。
【００５１】
こうして、土壌充填管１に土壌Ｓを充填したら、土壌充填管１の他端側に、土壌Ｓが充填されたダミー管４を接続する。それから、図５（ｂ）に示すように、土壌充填管１を寝かしてその軸方向が水平方向を向くように土壌充填管１を配置する。このとき、土壌充填管１の他端部には、土壌Ｓが充填されたダミー管４が接続されているので、土壌充填管１における外筒部１１と内筒部１２との間に充填された土壌Ｓの充填状態は維持されている。
【００５２】
また、土壌充填管１を寝かせる際には、土壌充填管１の一端側の開口部にシャッター５を取り付けておき、土壌充填管１の一端側からの土壌Ｓの流出を防止する。その後、土壌充填１における一端側フランジ１３とコンクリート封入管２の第４フランジ２６とをボルト留めすることによって、土壌充填管１における一端側にコンクリート封入管２を接続する。
【００５３】
このとき、上方に配置される第１ボルト孔２６Ａおよび第２ボルト孔２６Ｂを貫通するボルトがシャッター５の貫通孔５３を貫通するようにする。また、下方に配置される第３ボルト孔２６Ｃおよび第４ボルト孔２６Ｄを貫通するボルトがシャッター５の切欠き部５４を通るようにする。それから、第１ボルト孔２６Ａおよび第２ボルト孔２６Ｂを貫通するボルトの頭部と、これらのボルトにねじ込まれるナットとによって、貫通孔５３を締め付ける。同様に、第３ボルト孔２６Ｃおよび第４ボルト孔２６Ｄを貫通するボルトの頭部と、これらのボルトにねじ込まれるナットとによって、切欠き部５４を締め付ける。
【００５４】
また、土壌充填管１に接続されたコンクリート封入管２は、湾曲部２２を備えている。このため、コンクリート封入管２における直線部２１は、その軸方向が鉛直方向を向くように配置される。この状態で、作業員Ｈが、コンクリート封入管２における一端側開口部からフレッシュコンクリートＦを投入する。
【００５５】
コンクリート封入管２の一端側からコンクリート封入管２にフレッシュコンクリートＦを投入する際、コンクリート封入管２の他端側はシャッター５によって閉塞されている。このため、コンクリート封入管２には、フレッシュコンクリートＦが充填されていく。
【００５６】
その後、コンクリート封入管２の上端部にまでフレッシュコンクリートＦが充填されたら、図５（ｃ）に示すように、コンクリート封入管２の一端側に加圧装置３を設ける。加圧装置３を設ける際には、加圧装置３における加圧フレーム３３を反力壁Ｗに固定し、加圧シリンダ３１のシリンダロッドをコンクリート封入管２の一端側開口部に配置する。そして、加圧装置３によってコンクリート封入管２内におけるフレッシュコンクリートＦを加圧することによって相対挙動評価が行われる。
【００５７】
相対挙動評価を行うにあたっては、加圧装置３によってコンクリート封入管２内におけるフレッシュコンクリートＦに対する加圧を行う。このとき、コンクリート封入管２の一端側の開口部はシャッター５によって閉塞されているので、フレッシュコンクリートＦの移動等は発生しない。
【００５８】
この状態から、土壌充填管１とコンクリート封入管２との間に介在されたシャッター５を取り外す。シャッター５を取り外す際には、土壌充填管１の一端側フランジ１３とコンクリート封入管２の第４フランジ２６とを締結しているボルトのうち、第４フランジ２６における第１ボルト孔２６Ａ〜第４ボルト孔２６Ｄをそれぞれ貫通するボルトの締結を解放する。
【００５９】
その一方で、一端側フランジ１３と第４フランジ２６とを締結しているその他のボルトの締結状態は維持したままとしておく。この締結状態が維持されたボルトによって一端側フランジ１３と第４フランジ２６との接合状態を維持して、土壌充填管１とコンクリート封入管２との間からのフレッシュコンクリートや土壌の漏洩を防止したまま、シャッター５の取り外しを行う。シャッター５が取り外されることにより、土壌充填管１における外筒部１１および内筒部１２の間と、コンクリート封入管２とが連通する。
【００６０】
シャッター５の取り外しが済んだら、加圧装置３の加圧力によってコンクリート封入管２内におけるフレッシュコンクリートＦが加圧される。この加圧装置３の加圧力により、コンクリート封入管２内におけるフレッシュコンクリートＦが土壌充填管１における外筒部１１と内筒部１２との間の空間に充填された土壌を押し除けて外筒部１１と内筒部１２との間に進入する。
【００６１】
こうして、シャッター５の取り外しが済んだ後、第１圧力計Ｐ１〜第３圧力計Ｐ３によって各位置の圧力を計測する。また、加圧装置３における加圧シリンダ３１の下降距離を計測する。さらには、土壌充填管１内におけるフレッシュコンクリートＦの進入状況を目視によって確認する。これらの第１圧力計Ｐ１〜第３圧力計Ｐ３による計測結果およびフレッシュコンクリートＦの進入度合に基づいて、フレッシュコンクリートＦと土壌Ｓとの相対挙動評価を行う。
【００６２】
相対挙動評価を行った例を以下に示す。この相対挙動評価は、場所打ちコンクリートライニングシールド工法を行っているシールドマシンの内部において行った。また、土壌としては、シールドマシンが掘削する地山の土砂を模した土壌を用いた。ただし、地山を模した土壌についても、処々の条件変化を設定した。また、ここで用いる土壌としては、地山を模した土壌のほか、実際に掘削した土壌を用いることもできる。
【００６３】
相対挙動評価では、表１に示す条件の土壌およびフレッシュコンクリートをそれぞれ土壌充填管１およびコンクリート封入管２に充填した。また、土壌充填管１における外筒部１１と内筒部１２との距離を調整した。これらの土壌とフレッシュコンクリートとの相対挙動を評価した。その結果を図６に示す。
【表１】
0005839576.tif 000002
【００６４】
図６（ａ）に示すグラフでは、第３圧力計Ｐ３の計測値圧力として縦軸に示し、加圧シリンダ３１の下降距離を変位として横軸に示している。また、図６（ｂ）に示すグラフでは、第３圧力計Ｐ３の計測値から第２圧力計Ｐ２の計測値を減じた差を圧力勾配として縦軸に示し、加圧シリンダ３１の下降距離を変位として横軸に示している。
【００６５】
Ｎｏ３〜Ｎｏ７の各ケースにおける結果の概要について説明すると、Ｎｏ３のケースでは、最大３０ｋＮまで荷重を付加し、フレッシュコンクリートＦが土壌充填管１内の大きく入り込み、土壌が圧密されることなく、圧力が増大しないまま変位が増加した。この結果から、Ｎｏ３の土壌とフレッシュコンクリートとでは、相対挙動が非常に悪かった。その一方、Ｎｏ４〜Ｎｏ７のケースでは、変位が大きく増大することなく、圧力および圧力勾配が大きくなる結果となり、相対挙動は比較的良好なものとなった。
【００６６】
また、Ｎｏ４のケースでは、最大３０ｋＮまで荷重を付加したが、フレッシュコンクリートＦの土壌充填管１内への入り込みは少なかった。また、図６（ｂ）に示す圧力勾配は小さいものとなった。さらに、Ｎｏ５のケースでは、最大３０ｋＮまで荷重を付加したが、フレッシュコンクリートＦの土壌充填管１内への入り込みは見られず、そのまま終了した。
【００６７】
Ｎｏ６のケースでは、Ｎｏ５のケースと比較して、フレッシュコンクリートＦの粘性を低減させ、フレッシュコンクリートＦのフローが大きくなった場合の入り込みやすさを試験した。その結果、土壌充填管１の上部にフレッシュコンクリートＦがわずかに入り込む結果となった。
【００６８】
Ｎｏ７のケースでは、別途行ったＮｏ２のケースと比較して、土壌の組成を変更してエアフォームを添加した場合の入り込みを試験した。その結果、最大３０ｋＮまで荷重を付加したが、土壌充填管１に対してわずかにフレッシュコンクリートＦが入り込む結果となった。
【００６９】
このように、本実施形態に係る相対挙動評価装置においては、コンクリート封入管２における他端側から加圧装置３によって加圧し、加圧シリンダ３１の下降距離や第１圧力計Ｐ１〜第３圧力計Ｐ３による計測結果等に基づいて、土壌充填管１内の土壌Ｓとコンクリート封入管２内のフレッシュコンクリートＦとの相対挙動を評価している。これらの土壌充填管１とコンクリート封入管２との関係により、土壌Ｓや土壌Ｓと型枠との間にフレッシュコンクリートを注入する状態を模することができる。このため、加圧シリンダ３１の下降距離や第１圧力計Ｐ１〜第３圧力計Ｐ３による計測結果等により、フレッシュコンクリートＦと土壌Ｓとの相対挙動を把握することができる。また、相対挙動装置全体としては、土壌充填管１とコンクリート封入管２と加圧装置３とで構成することができるので、簡易な構造とすることができる。したがって、簡易な装置を用いてフレッシュコンクリートＦと土壌Ｓとの相対挙動を把握することができる。
【００７０】
また、コンクリート封入管２は、直線部２１および湾曲部２２を備えており、略Ｊ字形状をなしている。このため、加圧装置３によって上方から加圧することができるので、加圧装置３によるフレッシュコンクリートＦに対する加圧を容易に行うことができる。
【００７１】
さらに、土壌充填管１における外筒部１１は、透明とされ内部が視認可能とされている。このため、土壌Ｓが充填された土壌充填管１に進入するフレッシュコンクリートの進入状態を目視によって観察することができる。したがって、フレッシュコンクリートＦと土壌Ｓとの相対挙動をより適切に評価することができる。
【００７２】
また、土壌充填管１は、外筒部１１と内筒部１２とを備える二重管構造とされている。このため、たとえば場所打ちコンクリートライニングシールド工法におけるシールドマシンＭの周囲にフレッシュコンクリートＦを注入する際における土壌ＳとフレッシュコンクリートＦとの相対挙動を模した評価を行うことができる。
【００７３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態においては、土壌充填管１が二重管構造とされているが、単管構造であってもよい。また、その断面は円形状とされているが、四角形や六角形等の多角形、あるいは楕円、長円などの種々の形状とすることができる。
【００７４】
さらに、上記実施形態では、相対挙動評価を行う際に、ダミー管４の内部に土壌が充填されているが、土壌が充填されてない状態で相対挙動評価を行うこともできる。また、相対挙動評価を継続して行う場合には、ダミー管４と土壌充填管１との間に、土壌充填管１とコンクリート封入管２との間と同様のシャッターを設けて、土壌の補充を容易に行うことができるようにすることもできる。さらに、上記実施形態では、加圧装置３として加圧シリンダ３１を備えるものを用いているが、コンクリート封入管に対する加圧を行うことができればよく、たとえば水圧や空気圧を利用した加圧手段を用いることもできる。
【符号の説明】
【００７５】
１…土壌充填管
２…コンクリート封入管
３…加圧装置
４…ダミー管
５…シャッター
１１…外筒部
１２…内筒部
１３…一端側フランジ
１４…他端側フランジ
２１…直線部
２２…湾曲部
２３…第１フランジ
２４…第２フランジ
２５…第３フランジ
２６…第４フランジ
２６Ａ…第１ボルト孔
２６Ｂ…第２ボルト孔
２６Ｃ…第３ボルト孔
２６Ｄ…第４ボルト孔
３１…加圧シリンダ
３２…加圧ジャッキ
３３…加圧フレーム
４１…管体本体
４２…一側フランジ
４３…他側フランジ
５１…本体部
５２…取手
５３…貫通孔
５３…切欠き部
Ｆ…フレッシュコンクリート
Ｈ…作業員
Ｊ…ジャッキ
Ｋ…型枠
Ｍ…シールドマシン
Ｐ…コンクリート供給管
Ｐ１…第１圧力計
Ｐ２…第２圧力計
Ｐ３…第３圧力計
Ｓ…土壌
Ｔ…地山
Ｗ…反力壁
【図１】
0005839576.tif 000003
【図２】
0005839576.tif 000004
【図３】
0005839576.tif 000005
【図４】
0005839576.tif 000006
【図５】
0005839576.tif 000007
【図６】
0005839576.tif 000008