(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土留め架構を用いた掘削工事中に以後の掘削工程での前記土留め架構の挙動を予測する土留め掘削時の計測管理方法であって、
前記土留め架構の挙動を表す挙動値を検出する挙動検出ステップと、
前記検出された挙動値に基づいて、掘削される地盤の物性値および土留め壁の特性値を含む未知パラメータの値を推定するパラメータ推定ステップと、
該推定された未知パラメータ値に基づいて、以後の掘削工程における前記土留め架構の挙動値を予測計算する挙動予測ステップと、を備え、 
前記パラメータ推定ステップは、
前記未知パラメータの値として夫々所与の値を用いて前記土留め架構の挙動値を計算する挙動計算ステップと、
前記挙動計算ステップで計算した挙動値と前記検出された挙動値との大小関係に応じて前記未知パラメータの値を夫々所定値だけ増加または減少させたうえで前記計算ステップを実行する再計算ステップと、
前記挙動計算ステップで計算した挙動値と前記検出された挙動値とが略一致した場合に、前記挙動値の計算に用いられた前記未知パラメータの値をその推定値として確定する推定値確定ステップと、を含み、
前記未知パラメータの夫々について、当該未知パラメータの値の増減と前記土留め架構の挙動値の増減との対応関係を予め求めておき、前記再計算ステップでは、前記対応関係に基づいて、前記計算された挙動値が前記検出された挙動値に近づくように各未知パラメータの増減方向を決定することを特徴とする土留め掘削時の計測管理方法。
【請求項２】
土留め架構を用いた掘削工事中に以後の掘削工程での前記土留め架構の挙動を予測する土留め掘削時の計測管理システムであって、
前記土留め架構の挙動を表す挙動値を検出する挙動検出手段と、
前記検出された挙動値に基づいて、掘削される地盤の物性値および土留め壁の特性値を含む未知パラメータの値を推定するパラメータ推定手段と、
前記推定された未知パラメータの値に基づいて、以後の掘削工程における前記土留め架構の挙動値を予測計算する挙動予測手段と、を備え、
前記パラメータ推定手段は、
前記未知パラメータの値として夫々所与の値を用いて前記土留め架構の挙動値を計算する挙動計算手段と、
前記計算された挙動値と前記検出された挙動値との大小関係に応じて、前記未知パラメータの値を夫々所定値だけ増加または減少させたうえで前記挙動計算手段により計算を行わせる再計算手段と、
前記挙動計算手段により計算された挙動値と前記検出された挙動値とが略一致した場合に、前記挙動値の計算に用いられた前記未知パラメータの値をその推定値として確定する推定値確定手段と、を含み、
前記再計算手段は、前記未知パラメータの夫々について当該未知パラメータの値の増減と前記土留め架構の挙動値の増減との対応関係を保持しており、該対応関係に基づいて、前記計算された挙動値が前記検出された挙動値に近づくように各未知パラメータの増減方向を決定することを特徴とする土留め掘削時の計測管理システム。
【請求項３】
土留め架構を用いた掘削工事中に以後の掘削工程での前記土留め架構の挙動を予測する土留め掘削時の計測管理システムをコンピュータにより実現するためのプログラムを記録した記録媒体であって、
前記プログラムは、
前記土留め架構の挙動を表す挙動値を検出する挙動検出手順と、
前記検出された挙動値に基づいて、掘削される地盤の物性値および前記土留め壁の特性値を含む未知パラメータの値を推定するパラメータ推定手順と、
該推定された未知パラメータ値に基づいて、以後の掘削工程における前記土留め架構の挙動値を予測計算する挙動予測手順と、をコンピュータに実行させ、
前記パラメータ推定手順は、
前記未知パラメータの夫々の値として所与の値を用いて前記土留め架構の挙動値を計算する挙動計算手順と、
前記計算された挙動値と前記検出された挙動値との大小関係に応じて前記未知パラメータの値を夫々所定値だけ増加または減少させたうえで前記計算手順を実行させる再計算手順と、
前記計算された挙動値と前記検出された挙動値との差が所定値以下である場合に、前記挙動値の計算に用いられた前記未知パラメータの値をその推定値として確定するパラメータ確定手順とを含み、
前記プログラムは前記未知パラメータの夫々について、当該未知パラメータの値の増減と前記土留め架構の挙動値の増減との対応関係をコンピュータに入力する手順を更に含み、
前記再計算手順では、前記対応関係に基づいて、前記計算された挙動値が前記検出された挙動値に近づくように各未知パラメータの増減方向を決定することを特徴とするプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土留め掘削時の計測管理システムおよび計測管理方法に係り、特に、土留め架構の挙動を高い精度で予測することが可能な計測管理システムおよび計測管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、立杭、地下鉄、および構造物基礎等の地下構造物を構築する場合に行われる掘削工事では、掘削に先立って土留め壁を構築することにより、掘削面の崩壊を防止すると共に、地盤沈下等による周囲への悪影響を最小限に抑制している。掘削工事が進行するにつれて、土留め壁には地盤物性値（土圧、反力係数、粘着力、摩擦角、体積重量等）に応じた変形や応力等の挙動が生ずる。しかしながら、地盤物性値にはばらつきが大きいため、予め与えられた地盤物性値に基づいて土留め壁の挙動を正確に予測することは困難である。
【０００３】
これに対して、本出願人は、特開平１０−３３１１６１号公報において、土留め架構の挙動の実測値から地盤物性値を推定し、その推定値を用いることにより掘削工事中の土留め壁の挙動を短時間で正確に推定することが可能な挙動予測方法を提案している。この方法では、土圧、地盤の反力係数、地盤の粘着力、地盤の摩擦角、地盤の体積重量等の地盤物性値および切梁バネ係数の各パラメータについて、所定の初期値で最大となるようなメンバーシップ関数が設定される。そして、各パラメータの値をメンバーシップ関数上で変化させながら土留め壁の挙動を計算し、土留め壁の実測された挙動に略一致したときの値を、各パラメータの確定値として用いている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、土留め架構の挙動は、地盤物性値や切梁バネ定数のみならず、土留め壁の特性（例えば断面剛性）にも大きく依存する。土留め壁の構造が複雑になると、その特性を予め正確に得ることが困難な場合が生ずる。しかしながら、上記公報に開示される挙動予測方法では、土留め壁の特性を一定とみなし、その値として所与の値を用いていた。このため、土留め壁の特性を予め正確に得ることができない場合には、土留め架構の挙動を高い精度で予測することは困難であった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、土留め壁の特性を予め正確に得ることが困難な場合にも、掘削工事中に土留め架構の挙動を高い精度で予測することが可能な土留め掘削時の計測管理方法および計測管理方法システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、請求項１に記載する如く、土留め架構を用いた掘削工事中に以後の掘削工程での前記土留め架構の挙動を予測する土留め掘削時の計測管理方法であって、前記土留め架構の挙動を表す挙動値を検出する挙動検出ステップと、前記検出された挙動値に基づいて、掘削される地盤の物性値および土留め壁の特性値を含む未知パラメータの値を推定するパラメータ推定ステップと、該推定された未知パラメータ値に基づいて、以後の掘削工程における前記土留め架構の挙動値を予測計算する挙動予測ステップと、を備え、 前記パラメータ推定ステップは、前記未知パラメータの値として夫々所与の値を用いて前記土留め架構の挙動値を計算する挙動計算ステップと、前記挙動計算ステップで計算した挙動値と前記検出された挙動値との大小関係に応じて前記未知パラメータの値を夫々所定値だけ増加または減少させたうえで前記計算ステップを実行する再計算ステップと、前記挙動計算ステップで計算した挙動値と前記検出された挙動値とが略一致した場合に、前記挙動値の計算に用いられた前記未知パラメータの値をその推定値として確定する推定値確定ステップと、を含み、前記未知パラメータの夫々について、当該未知パラメータの値の増減と前記土留め架構の挙動値の増減との対応関係を予め求めておき、前記再計算ステップでは、前記対応関係に基づいて、前記計算された挙動値が前記検出された挙動値に近づくように各未知パラメータの増減方向を決定する土留め掘削時の計測管理方法により達成される。
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、地盤の物性値に加えて土留め壁の特性値を含む未知パラメータの値を推定し、その推定値に基づいて土留め架構の挙動値を予測計算する。このため、土留め壁の特性を予め正確に得ることができない場合であっても、土留め架構の挙動を高い精度で予測することができる。なお、土留め架構の挙動値として、例えば土留め壁の変位、応力、およびモーメント、ならびに、支保工に作用する荷重等を用いることができ、また、土留め壁の特性値として、例えば土留め壁の断面剛性を用いることができる。
また、計算された挙動値と検出された挙動値との大小関係に基づいて、未知パラメータの値を増減させながら、土留め架構の挙動値を計算するので、単純な繰り返し計算処理により未知パラメータの値を推定することができる。
さらに、未知パラメータの値の増減と土留め架構の挙動値の増減との関係を示す関係表を参照して、前記計算された挙動値が前記検出された挙動値に近づくように各未知パラメータの増減方向を決定するので、未知パラメータの推定を行うための繰り返し計算を速やかに収束させることができる。
【００１４】
なお、請求項２に係る発明は、請求項１に記載された方法を実行するシステムに係るものである。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、土留め掘削時の計測管理システムをコンピュータにより実現するためのプログラムを記録した記録媒体に係るものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態である土留め掘削時の計測管理システムが適用される土留め掘削工事の状況を示す概略断面図である。図１に示す土留め掘削工事では、掘削開始前に土留め壁１０が構築された後、複数の掘削工程により所定深さまで掘削が行われる。なお、ｉ番目の掘削工程により掘削される掘削層を掘削層ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・）で表すものとする。図１には、掘削層１の掘削が終了した状態を示している。なお、図１において、土質調査結果等に基づいて区分された土層１〜土層４を破線で示している。
【００１７】
図１に示されるように、掘削層１の掘削が終了すると、土留め壁１０に支保工として切梁１６が設けられた後、続く掘削層２の掘削が行われる。以後、同様に、各掘削層の掘削が終了するごとに土留め壁１０に切梁１６が設けられた後、次の掘削層の掘削が行われる。
【００１８】
土留め壁１０には、傾斜計１２および歪み計１４が、それぞれ、深さ方向に所定間隔で複数設けられている。傾斜計１２は、土留め壁１０の鉛直方向からの傾斜角に応じた信号を出力する。また、歪み計１４は、土留め壁１０の掘削面およびその背面に対として設けられており、土留め壁１０の各面に生ずる歪の大きさに応じた信号を出力する。なお、上記所定間隔は，傾斜計１２および歪み計１４により各掘削層ｉの少なくとも１箇所で傾斜角および歪みを検出できるように設定されている。
【００１９】
図２は、本実施形態の計測管理システムの概略構成図である。本計測管理システムは全て掘削工事現場に設置されている。図２に示す如く、計測管理システムはコンピュータ２０を備えている。コンピュータ２０は、中央処理部２０ａ、表示装置２０ｂ、および、記録媒体読み取り用ドライブ装置２０ｃを含んでいる。コンピュータ２０の中央処理部２０ａには、上記した傾斜計１２および歪み計１４が接続されている。中央処理部２０ａは、各掘削層の掘削が終了する毎に、傾斜計１２および歪み計１４の出力信号に基づいて、土留め壁１０の各位置での水平変位、応力、およびモーメント（以下、土留め壁１０の挙動値と総称する）を検出する。そして、以下に詳細に説明するように、検出された挙動値より、各掘削層での地盤の物性値（すなわち、土圧Ｐ，地盤の反力係数ｋｅ，地盤の粘着力Ｃ，地盤の摩擦角φ，地盤の体積重量γ）、土留め壁１０の断面剛性Ｋｗ、および切梁１６のバネ定数ｋｓを推定し、その推定値に基づいて次の掘削工程後の挙動値を予測計算して表示装置２０ｂに表示する。以下、これら地盤の物性値Ｐ，ｋｅ，Ｃ，φ，γ、土留め壁１０の断面剛性Ｋｗ、および、切梁１６のバネ定数ｋｓを、未知パラメータと総称する。なお、切梁１６自体のバネ定数は予め決定できるが、土留め壁１０への取り付け部分の緩み等によって、切梁１６の実質的なバネ定数は変化し、その値は不確定となる。切梁１６のバネ定数ｋｓは、このような取り付け部分の緩み等の不確定要素を含んだ値である。
【００２０】
本実施形態の計測管理システムは、特に、土留め壁１０の断面剛性を未知パラメータに含めて、その値を地盤の特性値等と共に推定する点に特徴を有している。これにより、土留め壁１０の構造が複雑となってその断面剛性を正確に求めることが困難な場合や、深さに応じて断面剛性が変化するような場合にも、土留め架構の挙動を高い精度で予測することが可能となる。
【００２１】
上記の機能は、コンピュータ２０が所定のプログラムを実行することにより実現される。以下、本システムにおいて上記の機能を実現すべくコンピュータ２０が実行するプログラムの内容について説明する。
【００２２】
図３は、本実施形態においてコンピュータ２０が実行するメインプログラムのフローチャートである。また、図４は、上記メインプログラムにおいて各未知パラメータの値を逆解析により求めるためのサブルーチン・プログラムのフローチャートである。なお、図３および図４にフローチャートを示すプログラムは、コンピュータ２０が読み取り可能な記録媒体２０ｄ（例えば、半導体メモリ、ハードディスク、フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）に記録されており、コンピュータ２０は記録媒体読み取り用ドライブ装置２０ｃを介して記録媒体２０ｄからプログラムを読み出して実行する。あるいは、プログラムをインターネット等のコンピュータネットワークを介してサーバコンピュータから中央処理部２０ａにダウンロードして実行することとしてもよい。
【００２３】
先ず、図３を参照して、メインプログラムの内容について説明する。なお、本メインプログラムは、各掘削層の掘削工程が終了する毎に操作者がコンピュータ２０への指示操作を行うことにより実行される。なお、以下の説明では、メインプログラムがある掘削層Ｎの掘削が終了した際に実行されたものとして説明する。メインプログラムが起動されると、先ずステップＳ１０の処理が実行される。
【００２４】
ステップＳ１０では、傾斜計１２および歪み計１４の出力信号に基づいて、土留め壁１０の各位置での挙動値の実測値（以下、実測挙動値Ａと称す）が求められる。
【００２５】
ステップＳ１２では、実測挙動値Ａが第１の管理値Ｒ１以下であるか否かが判別される。その結果、Ａ≦Ｒ１が成立する場合は、ステップＳ１４において、実測挙動値Ａが水色で表示装置２０ｂの画面上にプロットされる。また、ステップＳ１２においてＡ≦Ｒ１が不成立であれば、次にステップＳ１６において、実測挙動値Ａが第２の管理値Ｒ２（＞Ｒ１）以下であるか否かが判別される。
【００２６】
なお、第１管理値Ｒ１および第２管理値Ｒ２は、土留め壁１０の深さ方向の位置に応じた関数値として設定されており、上記ステップＳ１２およびＳ１６では、土留め壁１０の各位置について、実測挙動値Ａと、当該位置における第１管理値Ｒ１および第２管理値Ｒ２の値との比較が行われる。ステップＳ１６において、Ａ≦Ｒ２が成立する場合は、次にステップＳ１８において実測挙動値Ａが黄色でプロットされる。ステップＳ１４またはＳ１６の処理が終了すると、次にステップＳ２２の処理が実行される。一方、ステップＳ１６においてＡ＞Ｒ２が成立する場合は、次にステップＳ２０において実測挙動値Ａが赤色でプロットされる。この場合、操作者は、掘削工事の十分な安全性を確保できないと判断して本ルーチンの実行を中止させ、土留め壁１０の補強等の対策工事を行うことができる。なお、実測挙動値Ａがプロットされた表示画面の例を後述する図８および図９に示している。
【００２７】
ステップＳ２２では、実測挙動値Ａから、各土層における地盤の各未知パラメータの値を逆解析により推定する処理が実行される。したがって、各土層の各パラメータ値は、本メインプログラムが実行される毎に（つまり、１回の掘削工程が終了する毎に）更新されることになる。このステップＳ２２における処理については後に詳細に説明する。
【００２８】
ステップＳ２２に続くステップＳ２４では、公知の順方向解析手法を用いて、推定された各未知パラメータの値に基づいて、次の掘削工程（つまり掘削層ｉ＋１の掘削工程）での土留め壁１０の挙動値の予測計算値（以下、計算挙動値Ｂと称す）が求められる。
【００２９】
ステップＳ２６では、ステップＳ２４で得られた計算挙動値Ｂに基づいて、切梁１６に作用する荷重（以下、切梁荷重Ｆと称す）の予測値が計算される。なお、土留め壁１０の各挙動値と切梁荷重Ｆとが、本発明における「土留め架構の挙動を表す挙動値」に該当する。
【００３０】
ステップＳ２８では、ステップＳ２４およびＳ２６で夫々求められた計算挙動値Ｂおよび切梁荷重Ｆの予測値が表示装置２０ｂの画面上にプロットされる。ステップＳ２８の処理が終了すると、今回のプログラムの実行は終了する。
【００３１】
次に、上記ステップＳ２２において各未知パラメータの値を逆解析により推定する処理について説明する。図４は、ステップＳ１８において実行されるサブルーチンのフローチャートである。図４に示すサブルーチンが起動されると、先ずステップ５０の処理が実行される。
【００３２】
ステップ５０では、各土層について、未知パラメータである土圧Ｐ、地盤の反力係数ｋｅ、地盤の粘着力Ｃ、地盤の摩擦角φ、地盤の体積重量γ、土留め壁の剛性Ｋｗ、および、切梁バネ係数ｋｓの夫々に対して初期値およびメンバーシップ関数が設定される。図５は、メンバーシップ関数の一例を示す。図５に示す如く、メンバーシップ関数は、各パラメータの初期値Ｘ０において最大値１．０をとり、パラメータ値が初期値Ｘ０から最小値ｍｉｎおよび最大値ｍａｘへ向かうにつれて次第に減少するように設定されている。すなわち、初期値Ｘ０は各土層での各未知パラメータの値として最も確からしいと考えられる値であり、メンバーシップ関数の値は、各未知パラメータの値の確からしさを、初期値を１．０として表したものとなっている。なお、図５に示す例では、メンバーシップ関数は二等辺三角形状とされているが、これに限らず、例えば正規分布関数等であってもよい。
【００３３】
ステップＳ５０に続くステップＳ５２では、各未知パラメータの値をメンバーシップ関数上で変化させる際の変化量δが決定される。
【００３４】
ステップＳ５４では、各未知パラメータの値を初期値Ｘ０として、順解析計算により計算挙動値Ｂが求められる。以後、下記の如く、ステップＳ５６以降において、各未知パラメータの値を適宜増減させながら、実測挙動値Ａに概ね一致する計算挙動値Ｂが得られるまで繰り返して計算を行う。
【００３５】
ステップＳ５６では、実測挙動値Ａが計算挙動値Ｂ以下であるか否かが判別される。その結果、Ａ≦Ｂが成立する場合は、ステップＳ５８において、計算挙動値Ｂが小さくなるように各未知パラメータの値を変化させる処理が実行される。一方、Ａ≦Ｂが不成立である場合は、ステップＳ６０において、計算挙動値Ｂが大きくなるように各未知パラメータの値を変化させる処理が実行される。
【００３６】
なお、ステップＳ５６〜Ｓ６０の処理は各土層について実行され、ステップ５６における比較判別処理は、各土層における実測挙動値Ａおよび計算挙動値Ｂの積分値に基づいて行われる。例えば、実測挙動値Ａおよび計算挙動値Ｂが土層１〜３について図６に示すように求められたとする。この場合、実測挙動値Ａについては測定ポイント間を補完して変位曲線を求め、この変位曲線の各土層における積分値と、計算挙動値Ｂの同じ土層における積分値とを比較する。図６に例示する場合では、土層１および土層３については、変位曲線の積分値が計算挙動値Ｂの積分値より小さいので、ステップＳ５６において実測挙動値Ａは計算挙動値Ｂよりも小さいと判別され、また、土層２については、変位曲線の積分値が計算挙動値Ｂの積分値より大きいので、ステップＳ５６において実測挙動値Ａは計算挙動値Ｂよりも大きいと判別される。
【００３７】
図７は、上記ステップＳ５８およびＳ６０において、各未知パラメータの値を変化させる際に参照されるテーブルを示す図である。例えば、土圧Ｐについては、その値が大きいほど、順解析により求められる計算挙動値Ｂは大きくなる。また、反力係数ｋｅ、粘着力Ｃ、摩擦各φ、体積重量γ、土留め壁の剛性Ｋｗ、および、切梁バネ定数ｋｓについては、これらの値が大きいほど、順解析により求められる計算挙動値Ｂは小さくなる。このため、図７に示すテーブルでは、計算挙動値Ｂが実測挙動値Ａより大きい場合には、計算挙動値Ｂが減少するように、土圧Ｐを減少させると共に反力係数ｋｅ、粘着力Ｃ、摩擦各φ、体積重量γ、土留め壁の剛性Ｋｗ、および、切梁バネ定数ｋｓを増加させるべきであり、一方、計算挙動値Ｂが実測挙動値Ａより小さい場合には、計算挙動値Ｂが増加するように、土圧Ｐを増加させると共に反力係数ｋｅ、粘着力Ｃ、摩擦各φ、体積重量γ、土留め壁の剛性Ｋｗ、および、切梁バネ定数ｋｓを減少させるべきであることが示されている。
【００３８】
このように、図７に示すテーブルを参照することにより、各未知パラメータの値の増減方向が決定される。また、各未知パラメータの増減量は、上記図５に示される如く、メンバーシップ関数の値が上記変化量δだけ変化するように決定される。例えば、図５において、現在の未知パラメータの値が初期値Ｘ０であり、このパラメータの値を増加させるべきと判定された場合は、この未知パラメータの値は、Ｘ１へ変化させられる。また、例えば、現在の未知パラメータの値がＸ２であり、この未知パラメータの値を減少させるべきと判定された場合は、この未知パラメータの値はＸ３へ変化させられる。
【００３９】
ステップＳ５８またはＳ６０の処理が終了すると、次にステップＳ６２の処理が実行される。
【００４０】
ステップＳ６２では、上記ステップＳ５８またはＳ６０で更新された各未知パラメータの値を用いて、土留め壁１０の新たな計算挙動値Ｂが順方向解析により求められる。続くステップＳ６４では、計算挙動値Ｂの計算が収束したか否か、すなわち、今回求められた計算挙動値Ｂと、前回求められた計算挙動値Ｂとの差が所定値以下であるか否かが判別される。その結果、計算挙動値Ｂの計算が収束していなければ、再びステップＳ５６の処理が実行される。一方、計算挙動値Ｂの計算が収束している場合は、次にステップＳ６６の処理が実行される。
【００４１】
ステップＳ６６では、実測挙動値Ａと今回の計算挙動値Ｂとが概ね一致しているか否かが判別される。具体的には、例えば、実測挙動値Ａと計算挙動値Ｂとの差｜Ａ−Ｂ｜の積分値の、実測挙動値Ａの積分値に対する比が所定値（例えば０．０５）以下である場合に、両者は概ね一致すると判別される。ステップＳ６６において、否定判別された場合は、未知パラメータの適正な推定値は得られなかったと判断される。この場合、ステップＳ５０に戻り、各未知パラメータに対してメンバーシップ関数が再設定され、更にステップＳ５２において変化量δが再設定された後、再びステップＳ５４以降の処理が実行される。一方、ステップＳ６６において肯定判別された場合は、次にステップＳ６６において今回の計算値が計算挙動値Ｂとして確定された後、今回のサブルーチンは終了される。
【００４２】
図８および図９は、表示装置２０ｂへの表示画面の例を示す。図８は、ある掘削工程により深さ６ｍ（図に「ＧＬ−６．００」で示される深さ）まで掘削された時点での表示画面を示し、図９はその次の掘削工程により深さ９ｍ（図に「ＧＬ−９．００」で示す深さ）まで掘削された時点での表示画面を示している。
【００４３】
図８および図９に示す如く、表示装置２０ｂには、縦軸を土留め壁１０の深さ方向として、画面左側から順に、切梁荷重Ｆ、土留め壁１０の変位、応力、および、モーメントの分布がグラフ表示される。上記の如く、土留め架構の挙動値である変位、応力、およびモーメントについては、実測挙動値Ａが一次管理値Ｒ１および二次管理値Ｒ２との大小関係に応じた色の○印でプロットされると共に、各計算挙動値Ｂが実線で表示される。また、切梁荷重Ｆ、土留め壁１０の変位、および応力については、それぞれの一次管理値Ｒ１および二次管理値Ｒ２も表示される。ただし、土留め壁１０の二次管理値Ｒ２には、スケールの範囲外であるため表示されておらず、また、モーメントは応力と一対一に対応するため、本実施形態ではモーメントについては管理値を設けていない。更に、土留め壁１０の応力については、掘削側および背面側の双方の値が示されている。実際の画面では、例えば、計算挙動値Ｂは青色、また、一次管理値Ｒ１および二次管理値Ｒ２はそれぞれ黄色および赤色等のように互いに異なる色で表示される。
【００４４】
図８および図９からわかるように、図８に示す計算挙動値Ｂ（つまり、深さ６ｍまで掘削した時点で、次の工程により深さ９ｍまで掘削した際の予測値）は、図９に示す実測挙動値Ａによく一致している。このように、本実施形態のシステムでは、以後の掘削工程における土留め架構の挙動を高い精度で予測することが可能となっている。
【００４５】
上述の如く、本実施形態の計測管理システムは、各掘削層の掘削工程の前に、土留め壁１０の実測挙動値を用いて地盤の物性値や土留め壁１０の断面剛性等の未知パラメータの値を推定し、その推定値に基づいて当該掘削工程後の土留め架構の挙動を予測する。そして、その予測値を工事現場に設置された表示装置２０ｂに表示させる。このため、掘削工事の安全性が確保できない状況を未然に検知して、土留め壁１０の補強等の対策工を行うことが可能となり、掘削工事をより安全に進めることができる。
【００４６】
また、未知パラメータの値の推定は、実測挙動値Ａと計算挙動値Ｂとの大小関係に応じて、各パラメータ値を増減させながら、計算挙動値Ｂの計算を繰り返すという簡単な処理で行われる。また、この繰り返し計算の初期値として、各パラメータの最も確からしいと考えられる値が用いられる。このため、未知パラメータの推定計算を速やかに収束させることが可能となり、土留め架構の挙動予測を短時間で行うことができる。
【００４７】
上述の如く、本実施形態の計測管理システムでは、特に、土留め壁１０の断面剛性Ｋｗを未知パラメータに含めて、その値を推定している。このため、土留め壁１０の構造が複雑となってその断面剛性を予め正確に求めることが困難な場合にも、土留め架構の挙動を高い精度で予測することができる。また、各土層毎に、土留め壁１０の断面剛性Ｋｗが推定されるため、断面剛性Ｋｗが土留め壁１０の深さ方向に沿って変化する場合にも、その値を適切に推定することができ、これにより、土留め架構の挙動を高い精度で予測することができる。
【００４８】
なお、上記実施形態では、未知パラメータの値を推定するにあたり、各未知パラメータについてメンバーシップ関数を設定し、このメンバーシップ関数が変化量δだけ変化するように、各パラメータの値を変化させるものとした。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、各未知パラメータの値を直接所定値ずつ変化させることとしてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明によれば、土留め壁の特性を予め正確に知ることができない場合であっても、土留め架構の挙動を高い精度で予測することができる。
【００５０】
また、未知パラメータの値を増減させながら、土留め架構の挙動値を計算するという単純な繰り返し計算処理により未知パラメータの値を推定することができる。
【００５１】
さらに、未知パラメータの値の増減と土留め架構の挙動値の増減との関係を示す関係表を参照することにより、未知パラメータの推定を行うための繰り返し計算を速やかに収束させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である土留め掘削時の計測管理システムが適用される土留め掘削工事の状況を示す概略断面図である。
【図２】本実施形態の計測管理システムの概略構成図
【図３】本実施形態においてコンピュータが実行するメインプログラムのフローチャートである。
【図４】メインプログラムにおいて各未知パラメータの値を逆解析により求めるためのサブルーチン・プログラムのフローチャートである
【図５】各未知パラメータについて設定されるメンバーシップ関数の一例を示す図である。
【図６】各掘削層について得られた実測挙動値Ａおよび計算挙動値Ｂの一例を示す図である。
【図７】未知パラメータの推定計算において各未知パラメータの値を変化させる際に参照されるテーブルである。
【図８】ある掘削工程でのモニタ装置への表示画面の例を示す図である。
【図９】図８に示す掘削工程の次の掘削工程でのモニタ装置への表示画面の例を示す図である。
【符号の説明】
１２  傾斜計
１４  歪み計
２０  コンピュータ
２０ｂ  モニタ装置
２０ｄ  記録媒体
【図１】
0004389316.tif 000002
【図２】
0004389316.tif 000003
【図３】
0004389316.tif 000004
【図４】
0004389316.tif 000005
【図５】
0004389316.tif 000006
【図６】
0004389316.tif 000007
【図７】
0004389316.tif 000008
【図８】
0004389316.tif 000009
【図９】
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