若材齢トンネル吹付けコンクリートの粘弾性特性に関する研究
トンネル吹付けコンクリートは，打設直後から掘削に伴う地山変形を受けながら硬化し，通常は材齢1日までに変形の多くを受ける．そのため，数値解析により支保の検討を行う場合，設定するヤング係数は，評価する部材応力や地山変位等の結果に大きく影響する．一般には，剛性の変化やクリープ変形を全て考慮した等価弾性係数をヤング係数として用いることが多いが，吹付けコンクリートの支保効果を精度よく評価するためには，若材齢時に変化する力学的な特性の把握は重要である．
著者らは，実施困難な若材齢試験の問題点を解決し，材齢１日未満の吹付けコンクリートの供試体を用いて種々の試験を実施した．その結果，若材齢の吹付けコンクリートの変形挙動が，バネ要素とダッシュポット要素の係数の時間変化を考慮した三要素の粘弾性モデルを用いて良好に表現できることを明らかにした．
キーワード： トンネル支保，吹付けコンクリート，若材齢コンクリート，応力緩和試験，時間依存性挙動
＊１ 技術センター土木技術研究所地盤･岩盤研究室
＊２ 土木本部土木技術部
＊３ 北海道大学大学院工学研究科
A Study of the Visco-elastic Characteristics of Young Age Tunnel Shotcrete
Once sprayed, shotcrete begins to solidify. Meanwhile, the rock mass around the excavated tunnel continues to deform. Shotcrete usually is subjected to a large portion of the rock deformation within 24 hours. For this reason, the Young's modulus that is chosen as a design value greatly affects the results of the evaluations of support stresses and/or rock deformations. In practice an equivalent elastic modulus is often used, taking into account changes in stiffness and creep deformation. In order to evaluate accurately the supporting effect of shotcrete, the strength properties of the young concrete, which vary over time, must be understood.
The authors have developed a method for testing concrete. Using the method, they performed a series of experiments on shotcrete that is less than 24 hours old. The results clearly show that the deformation behavior of young concrete can be represented by a three-element visco-elastic model in which the spring and dashpot elements are time-dependent.
Keywords: tunnel support, shotcrete, early age concrete, stress relaxation test, time-dependent deformation
*1 Soil and Rock Engineering Research Section, Civil Engineering Research Institute, Technology Center
*2 Civil Engineering Technology Promotion Department, Civil Engineering Division
*3 Graduate School of Engineering, Hokkaido University
