この研究は, 山岳トンネルの事前設計と実施工における地山評価の不一致原因を明らかにすることを目的とした. 原因を, 1) 地質調査の技術的限界, 2) 地質情報の不足, 3) 地質技術者の地山解釈に関する個人差, 4) 地質, 設計および施工技術者の地山評価差の計4項目に集約した. 4項目の評価を行うため, 3本の既施工トンネルを例にとり, 弾性波速度および地質調査の再評価, 地質, 設計および施工技術者の地山評価に関するアンケート調査と面接を実施した. その結果, トンネル毎に事前設計から施工段階までの地山評価の実態が明らかとなった. 不一致は, 事前調査の量や質に依存するのみならず, トンネル毎の地質条件, 地質技術者の地質解釈, 施工の安全性評価等に起因することがわかった.

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鋼橋の床版にもっとも一般的に使用されている鉄筋コンクリート床版 (RC床版) が, 現在の仕様にいたるまでの経緯やそれ以前の種々の床版形式, 床版構造の変遷を歴史的にたどった. 同時に, 床版の支持構造すなわち, 鋼橋の床組がRC床版の設計に与えた影響についても調査した. また, RC床版が登場した当時の交通の状況, 材料の発展・供給状態を年代的に整理することによって, RC床版の開発から発展にいたる経緯を明らかにした. さらに, 最近のRC床版の損傷や少数主桁構造に用いられるPCプレキャスト床版の採用への経緯についてもとりまとめた.

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従来のコンクリート平板形セグメントは, 硬練りのコンクリートを用い強力な振動締固めによって製造しているが, 筆者らはセグメントのコスト低減を目的として, 高流動コンクリートの特性すなわち型枠の中に締固めなしに充てんできる性状に着目し, 振動締固めやセグメント背面の表面仕上げの省略などに伴う製造工程の効率化, および型枠構造の簡素化が図れる新しいセグメント製造システムを実用化した.
本論文は, 高流動コンクリートを用いたセグメントの品質について, 各種試験により従来のセグメントと比較し同等かそれ以上の性能を有していることを確認するとともに, 実施工現場での量産製造に基づいて行った品質評価について述べたものである.

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本報告は, 約250kmも離れた施設間の相対的な位置計測を行うためにGPSを用いて超長基線位置計測を行った成果をとりまとめたものである. 基線長の長い位置計測は, 現在国土地理院が整備を進めている電子基準点網が完成した時点で建設分野でもその利用が期待されている技術の1つである. 本報告は, 既存の要素技術を組み合わせた超長基線位置計測を実施し, その結果を評価したものであり, この方法を文部省高エネルギー加速器研究機構のニュートリノ発射実験施設建設に適用し, その後実施された素粒子実験によってもその計測結果の正確さが確認されたものである. これまでに例のない超長基線位置計測の一事例として, 建設分野における新しいGPSの適用方法を示すとともに多くの技術的示唆や有益な情報を与えるものと確信している.

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薬液注入において効果が十分に得られるようにするには, 注入速度を限界注入速度q_cr以下で注入し割裂発生面を許容値以内におさめ良好な形状の固結体を得ることが重要である. q_crは現場で定められた水注入試験を行い得られた注入圧pと注入速度qの関係 (以下「p～q曲線」という) から求められる. 本論文は限界注入速度の決定に係わる問題点とそれに関する修正法を述べ, p～q曲線の形状を支配する地盤の割裂特性について考察するとともに, 注入速度が10l/分, 2l分のときの注入圧の比であるp₁₀/p₂値が限界注入速度に密接な関係にあり, 妥当な限界注入速度の決定を容易にすることについて述べたものである.

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地下構造物において地震時に発生する断面力を低減させる方法の一つに構造物と地盤との境界部に低剛性で, 高いせん断変形性能を有する免震層を設置し, 地震時の地盤ひずみを吸収する方法がある. 筆者らはこのような地下構造物の免震設計に適用する免震材料として開発を行ったアスファルト系免震材の材料特性を試験等で把握した. また, 免震効果を数値解析で検討し, 免震層と地盤の剛性比のみならず構造物と周辺地盤の剛性比も免震効果に大きな影響を及ぼすことなどを明らかにした. 実施工に適用する場合を考慮して, 現場実証実験を行い, その施工性についての知見も得た.

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連続構造上路式吊床版橋では, 活荷重載荷に伴い吊床版に生じる水平力による橋脚の変形を抑えることで, 吊床版取付部の曲げモーメントや吊床版のたわみを低減させることができる. この目的で, 上床版端部を橋台と弾性結合する構造を考案したが, 本論文では, この弾性結合構造を有する連続構造上路式吊床版橋の構造特性について示すとともに, 端部ばね定数を簡略的に設定する手法を提案した. また, 構造特性を把握するために行った解析の妥当性を, 実橋における静的・動的載荷試験結果により確認した.

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本研究は, 従来より著者らが開発してきた「橋梁維持管理支援システム (Bridge Management System)」からの出力をより実用的なものにするために, 新たに維持管理対策選定システムを開発したものである. このシステムは, 点検時に見られた損傷からその劣化要因を推定する劣化要因推定機能および点検時に見られた損傷だけでなく, 潜在的に発生する危険性がある損傷と橋梁に作用しているであろう劣化要因 (外力) を考慮した工法選定を行う維持管理対策選定機能を有する. また, 開発したシステムを実橋梁に適用し, システムからの出力と専門技術者に対するアンケート結果とを比較することにより, 出力結果の妥当性の検証を行っている.

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近年, 気泡混合軽量土を用いた軽量盛土工法を採用する施工事例が, 急激に増加している. 気泡混合軽量土の配合設計法としては, 暫定配合表から使用する原料土 (砂質土) ごとに補正計算によって配合を決定する方法が, 日常管理試験法としては, 早期品質判定のため材齢7日の供試体による方法がとられているのが現状である. 使用される原料土は多岐に渡ることからも, 合理的な品質管理法の確立が急務となっている. そこで, 本研究は, 気泡混合軽量土の主要な要求性能であるフロー値, 湿潤密度および一軸圧縮強さに対して, 影響する要因を, 多数の試験結果の回帰分析によって解明するとともに, 実際の工事の管理データで実用性を検証することにより, 気泡混合軽量土の品質管理法を提案したものである.

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土木工事用機械が発生する衝撃騒音は, 近隣住民などから多くの苦情が寄せられている. そのためこれら機械の騒音低減対策は, メーカ側が行う基礎研究に基づいた対策以外に, ユーザー側でも対策を行う必要に迫られている. しかし土木工事用機械の騒音は, 衝撃の加え方・被破砕物硬度などにより変動するため, ユーザーが騒音低減対策の有効性を評価するのは困難なことが多い. 本研究は, まず機械が発生する騒音の変動状態を明らかにすることにより, ユーザーでも可能な騒音低減対策評価法を考案した. 次に低減対策の効果を, 耳で聴き比べることが出来る「騒音低減対策評価用聴感シミュレーション法」を考案し, ユーザー自らが施した騒音低減対策の評価を容易にした.

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本研究は, 立坑掘削時には土圧・水圧に抵抗し, 十分な安全性を有するとともに, シールド発進時には容易に切断可能な部材を開発することを目的として, 曲げ抵抗は大きいが容易に切断できるFFU (硬質発泡ウレタン樹脂をガラス長繊維で補強した材料) 部材の力学的特性および, FFU部材とH鋼部材との接合方法を実物大モデルで検討したものである. 接合方法としては, コッター式接合, 接着式接合の2方法を取り上げ, 最適な接合方法を検討すると共に, 接合された複合部材について, 曲げ性状, せん断性状を実験的に検討した. その結果に基づき, 構造性能の最も優れた接着式接合について確認試験を行い, 実用に十分耐えることを確かめた.

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杭を設計する際には, 各種の設計指針, 示方書では, Chang の方法を適用するように記されている. Chang の方法は, 深さ方向に水平地盤反力係数 (k_h) が一定であることが前提である. しかし, 現実の地盤では, 深さ方向に水平地盤反力係数が一定値を示す場合は逆に希である.
本研究では, 砂地盤ならびに粘土/砂2層地盤において杭の水平載荷実験を遠心加速度場で実施し, Chang の方法と Reese-Matlock の方法の有効性について検討した. さらに室内土質試験結果から深さ方向に変化する地盤のk_hを求め, 梁部材の剛性マトリクスを用いた計算により杭の応力状態を推定する方法を提案した.

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本研究では, 橋軸方向にオールフリーまたは弾性拘束された長大鋼斜張橋を対象として, 遊動円木振動数の簡易推定法を提示するとともに, 橋軸方向地震時における桁端部の水平移動量と主塔基部曲げモーメントを推定できる実用算定法を提案した. 数値計算例より, 提案した手法は, 長大鋼斜張橋の耐震性についての比較検討や基本構造の選定, さらには構造諸元がほぼ確定した段階における地震応答解析結果を概略照査する際に, ほぼ十分な精度で適用できることを示した.

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急傾斜地におけるがけ崩れの発生予測手法の一つとして提案されている発生限界雨量線は, 従来降雨要因を用いて設定されているが, 崩壊危険度の異なる斜面が混在する場合, 空振り率の高いものになることが予想される. 本研究においては, 豪雨時に発生するがけ崩れを定義し, それらに対して重判別分析を用いたがけ崩れ発生・非発生予測システムの構築を行った. また, 構築したシステムを用いて降雨要因と斜面要因を考慮したがけ崩れ発生限界雨量線を設定し, その有効性について検討を行った. さらに, 散発的に発生するがけ崩れに対する適用性についても考察を加えた.

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本論文では, がけ崩れに寄与する重要要因の抽出を目的として, ラフ集合を用いたデータマイニングを山口県のがけ崩れ発生・非発生データに対して実施する. まず, 地形要因データにおける重要要因を抽出し, 比較的少数の要因によって, 大部分のがけ崩れ発生・非発生を矛盾なく説明できることを示す. さらに, 地形要因と降雨要因を組み合わせたデータへも同様の手法を適用し, 降雨時に警戒対象とすべきがけの選別手法を示した. 本論文により, ラフ集合によるデータマイニングを土砂災害の発生・非発生データの分析に用いることができることが明らかとなった.

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風によって生ずる長大吊橋補剛桁の変位をGPSにより直接計測する方法を提案し, 実橋梁において計測を実施した. その結果, 加速度計では測定できなかった準静的変位の測定に成功し, 計測結果は風洞試験結果およびFEM解析値とも一致した. 一方, GPS計測された極長周期の変動変位成分に関しては, スペクトル解析により求めた振動特性は起振実験およびFEM解析の結果と一致し, さらに加速度を2回積分して得た変位ともほぼ等しかった. しかし, 慣用的なガスト応答解析による推定値はGPS計測値と相関はあるものの, ばらつきが大きかった. 本研究より, GPSは長大吊橋の準静的および極長周期特性の把握, さらには長期モニタリングにも有効と考えられる.

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本研究の目的は, 高速道路に近接する斜面の地震・集中降雨等に代表される自然災害に対するリスクマネジメント手法を提案するものである. ここで提案する手法の特徴は, Event Tree (ET) を用いてハザードとなる自然災害により発生する被害状況を明確に関連づけることであり, またリスクを負う対象者として道路事業者のみならず利用者をも加えるため, リスク評価のパラメータとなる災害に伴ない生じる損益を社会工学的な観点に基づき評価することである. さらに, この手法を簡単な例題を適用した検討結果において, 対策工の投資費用対リスク低減効果を明確に評価可能であることを示した. この結果より, 本論文で提案する方法が, リスクマネジメント手法として高い適用性があることを示した.

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通信ケーブルや電力ケーブルを海底砂地盤に効率的に埋設するための機械の開発に関わる基礎研究を行った. ここでは, 従来からケーブル埋設に利用されてきたウォータージェット式と多段鋤式を組み合わせた埋設機を想定し, 多段鋤前面部分の地盤をウォータージェットを用いて流動化させることにより効率的に掘削を行う掘削機構を採用した. 本論文ではこの機械の設計法を確立すべく, ウォータージェットによる砂地盤の流動化領域の拡大状況について室内実験による検討を行った. この知見を基に, 今回想定した埋設機が海底砂地盤を掘削する際に海底地盤から作用する抵抗を予測する手法を提案し, さらに模型実験, ならびに試作機を用いた実機実験によりその適用性を調べた.

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著者らは, これまでに専門的な知識をあまり必要とせず専門技術者と同等な診断が行える「構造物維持管理支援システム」の開発を行ってきた. このシステムは損傷要因間の関連を階層構造モデルで表し, この階層構造モデルを基にファジィ推論を行い, 構造物の診断を行うものである. このシステムでは, 現実に即した階層構造モデルの構築が最も重要であるが, これまでのシステムでは, 階層構造モデルの視覚的表示を手作業で行っていたため, 階層構造モデルの検討や再構築が十分に行えなかった. 本研究では, 階層構造モデルの視覚化において,「視認性」や「可読性」などを考慮した自動描画手法を新たに提案することによって, FSM法から階層構造モデルの構築と視覚的表示を可能とするプロセスの構築を行った.

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