地下構造物施工時の地山の変形挙動予測におけるデータ同化活用の基礎的検討
山岳トンネルや地下発電所などの施工では、切羽の観察や変位の計測結果に基づき、設計や施工方法を適宜修正する情報化施工が採用されている。数値解析により設計変更が検討されることもあるが、地山の構成モデル、力学パラメータ、初期・境界条件など、多くの不確実性を扱わなければならない。著者らは計測結果に基づき数値モデルを更新し、予測の信頼性を定量化・向上させるデータ同化手法に着目し、弾性モデルを対象にデータ同化を活用した掘削解析手法について検討を行った。そして、弾塑性モデルを仮定した地山にトンネルを施工する問題にこの手法を適用し、地山の変形挙動の予測性能が向上することを確認した。
Fundamental Studies on Data Assimilation for Prediction of Ground Deformation Behavior during Construction of Underground Structures
The support design and the excavation plan of the underground structure such as mountain tunnels and underground power plants, are updated based on the results of measurements of ground deformation and observations of the tunnel face. Since these design changes are sometimes examined through numerical analysis, it is necessary to consider various uncertainties such as initial and boundary conditions, geological structures, and mechanical properties of rocks. An ensemble-based data assimilation (EBDA) is studied to achieve a highly credible prediction of the ground deformation in the construction cycle. An excavation analysis method using EBDA was presented and applied to the problem of tunneling in the ground assuming elasto-plastic model. Our results showed that the presented method improved the prediction performance of the deformation behavior of the ground.
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