トンネル・地下構造物山岳・シールド・開削トンネル、立坑・山留め、共同溝、地下鉄駅舎・地下駐車場等の地中構造物を対象とした設計、解析、開発のソリューションを提供します。
山岳/シールド/開削~各種共同溝まで、トンネルの設計、解析に関する様々なソリューションを展開しています。また、トンネル施工に伴う立坑・山留めや、地下鉄駅舎・地下駐車場等の地中構造物の設計、解析もこのカテゴリで扱っています。
堀削に伴う挙動、安定問題、対策工、地下水等周辺環境への影響、耐震問題等、お客様の設計/解析課題に対してヒアリング・コンサルティングを行い、問題解決への最適なソリューションをご提案いたします。
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応力変形解析
山岳トンネルでは施工性、安全性の面から内空変位が重要視されます。内空変位は掘削部近傍地山の力学特性に左右されるため、地山の非線形性も着目されることが多い項目です。土被りが小さい場合や坑口部では地表面に代表される変位や斜面安定も問題になる場合があります。山岳地帯の岩盤構成は複雑に入り組んでいることが多く、掘削による切羽の挙動は完全に把握できないのが実情です。そのため解析による変形や地山状態の予測は、施工上重要な位置付けになることがあります。
シールドトンネルは掘削周面がシールド機やセグメントで完全に支保されているので、都市部に多く構築されることもあって切羽の安定問題よりも地表面沈下や周辺構造物へ与える影響が関心事となります。また立坑との取り付け部の挙動や立坑自体の検討が実施される場合も多くあります。掘削周辺地山の変形は山岳トンネルと比べて相対的に小さくなる傾向にはありますが、都市部では変位の許容量が小さく設定されることが多く、解析時にも厳密な結果が求められます。
開削トンネルは仮設工により山留めを行い、躯体構築空間を確保してから本体築造を開始します。そのため施工時の不確定要因は比較的少なく、解析検討よりも設計に重点が置かれますが、山留め掘削時の地山の変位が検討される場合があります。
耐震解析
山岳トンネルは耐震検討上の基盤層と見なせる岩盤中に構築されることが多いため、同検討が行われることは希少でした。しかし最近ではある程度案弱な地盤での施工例も増加しています。そのため今後は山岳トンネルの耐震解析も増加する傾向になると予想されます。シールドトンネル、開削トンネルは沖積層に築造される場合が多いため耐震検討の対象となります。
シールドトンネルはセグメント相互を継ぎ手部で締結している構造なので、セグメント継ぎ手を回転ばねで表現する横断方向の検討、リング継ぎ手部とセグメント部を直列ばねで表現する軸方向の検討が行われます。手法は構造の規模や土質、地域特性に応じて応答変位法や動的解析法が用いられます。
開削トンネルは隅角部を有するため、設計荷重値によっては隅角部で過大な断面力が発生する場合があり、多くの場合耐震検討は必須となります。
浸透流解析
シールドトンネルでは施工の主流が密閉式であり、坑内への漏水は基本的にあり得ないため実施されることは多くはありません。山岳トンネルでは切羽で浸出水がないことが施工の条件となるので、地下水位低下を目的としたディープウェルの設置や水抜きボーリングの検討が行われます。また水抜きをしたときに周辺の沢や湧水、井戸の水位、流量変化を検討する場合もあります。開削トンネルでも掘削時に実施する地下水低下による周辺への影響が検討されます。近年では環境問題の観点から道路や鉄道を地下構造とする場合が多くなりつつあります。そのためトンネル形式を問わず、広域的な地下水の挙動を把握するために、トンネル計画区間周辺の大規模三次元浸透流解析が行われる事例が増加しています。
地盤解析
トンネルの設計、施工における地盤の堀削に伴う挙動、安定問題、支保工、地下 水等周辺環境への影響評価等の業務を有限要素法等による受託解析・コンサル ティング業務により提供しています。"地盤解析"のページをご参照下さい。
不連続体解析
トンネルの設計、施工に関連する解析の手法として、塑性大変形や動的崩壊過程 をシミュレートできる有限体積法・個別要素法を適用した受託解析・コンサル ティング業務を提供しています。
CTCのこれまで培ってきたシステム構築やソフトウエア開発の実績を通して、お客様の様々な要望に対しまして、種々の技術及び技術者をコーディネートして最適なプロポーザルを行い、ご要望に満足するシステムやソフトウエアを提供致します。
開発方法も、一からの開発だけでなく、CTCの豊富なパッケージソフトウェアをもとにカスタマイズしていく方法、マルチクライアントで開発コストを抑える方法等、トータルのコストパフォーマンス/開発効率を考慮したソリューションをお届けします。
特にCTC自社開発ソルバーをベースに使用したカスタマイズ方法は、計算効率や精度を追求したパーツ(プログラムライブラリ)を豊富に所有しており、それらを使用した高度なシステム開発を短期間に行うことができます。
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システム開発の具体例としては、以下のものが挙げられます。
構成則
地盤の非線形を数値解析するためには地盤の応力とひずみの関係をモデル化する必要があります。しかしながら、地盤の非線形性は複雑であり現在までさまざまな構成則が提案されてきています。それらの構成則をCTCの所有する解析ソフトウェアへの組み込みを行います。
地盤だけではなく、構造物をモデル化するために必要な構造要素(梁、棒、バネなど)の非線形特性に改良を加え、オリジナルな構成モデルの開発を行います。
地盤や構造要素の非線形性に関して、各種のご要望に応じ開発をいたします。トンネルの解析では不可欠な地盤の弾塑性、圧密、粘弾性などの構成則、ジョイントやノンテンションなどの力学特性をCTCの所有する解析ソフトウェアへ組み込むことが可能です。山岳トンネルを対象とした堅い岩盤からシールドトンネルや開削トンネルを対象とした軟らかい地盤までを幅広くサポートいたします。
解析機能
トンネルの解析では掘削や支保などの施工条件が重要になります。施工ステップに関する新機能をCTCの所有する解析コードへ組み込むことが可能です。荷重値や物性値、拘束条件の自動発生などにも対応し、特定業務における作業効率の向上に寄与します。また地下構造物の設計に有効な荷重やばね要素の機能追加も可能です。
CTCでは、数々のトンネル・地下構造物の解析業務の経験から技術フィードバックを行った地盤・構造物系の応力変形解析、耐震解析等の多くの機能を有するソフトウェアを開発、販売しております。そうした自社開発ソフトウェア以外にも、地盤・岩盤に適用するソフトウェアを開発してきたITASCA社との強力なパートナーを組み、ITASCA社で開発された優れたソフトウェアを販売・技術サポートを行っています。
サポートに関してはそれぞれのソフトウェアで専任スタッフが常駐し、お客様のご質問にお答えします。 CTC製品のユーザー様専用エリアである「お客様広場」では、ソフトウェア修正版/バージョンアップ版のダウンロード、FAQ、使用テクニック等、充実したコンテンツを展開しております。
最先端の技術で信頼と実績のあるCTCソフトウェアラインアップを、是非ともお客様の業務にお役立てください。