利用者:加藤勝憲/岩盤質量分類
岩盤質量分類（The rock mass rating( RMR )） は、1972 年から 1973 年の間に ZT Bieniawskiによって開発された岩石の地質力学的分類システムです[1]それ以来、RMR89 [1]が一般的に使用されている。最近、RMR14 [2]が提案され、トンネルの実践からの新しい経験を組み込むことによって RMR のパフォーマンスが向上しました。 RMR89 と RMR14 の連続機能とソフトウェア「QuickRMR」も Kundu によって提案されている。 [3] RMR は影響の最も重要な地質パラメータを組み合わせて、トンネル、鉱山、斜面、基礎などの岩盤掘削の設計と建設に使用される岩盤品質の 1 つの総合的な指標でそれらを表する。
意味[編集]
RMRシステムを使用して岩盤を分類するために、次の6つのパラメーターが使用される。
- 岩石材料の一軸圧縮強度
- 岩質指定（RQD）
- 不連続の間隔
- 不連続の状態。
- 地下水の状態
- 不連続の向き
6つのパラメータのそれぞれには、岩の特性に対応する値が割り当てられている。これらの値は、フィールド調査と実験室でのテストから得られたもので6つのパラメータの合計が「RMR 値」で、0 から100の間に収まる。
分類表[編集]
以下はRMRシステムの分類表である。
| RMR | 岩質 |
|---|---|
| 0 - 20 | 非常に貧しい |
| 21 - 40 | 貧しい |
| 41 - 60 | 公平 |
| 61 - 80 | 良い |
| 81 - 100 | とても良い |
分類手順[編集]
RMR を計算するための詳細は、Edumine [4]によって提供され、RMR を決定するための一連の表を提供するが、同じ目的の最新のチャートは参考文献やその他の資料に記載されている。特に、RMRパラメーターの無傷の岩石強度と、結合パラメーター RQD および不連続間隔 (1 メートルあたりの不連続の数で表される) に関するここに含まれるチャートは、表に頼るのではなく、より良い精度のためにチャートを使用する利点を示している。各RMRパラメータの範囲の平均評価を示す。各パラメーターの一括評価により、経験の浅い担当者が RMRを正確に決定することが困難になる。粗さや風化などの主観的なパラメータもあり、評価の割り当てが困難になる場合がある。Kundu等。 RMR89 と RMR14 の各パラメータについて、ラフネスとウェザリングを含む連続関数を提案している[3]。彼らはまた、定量的な入力でRMRを計算するための連続関数に基づくソフトウェア「QuickRMR」を開発した。
利用・応用分野[編集]
岩盤質量評価 RMR は、トンネル、スロープ、基礎、鉱山など、さまざまな種類のエンジニアリングプロジェクトで幅広い用途に使用されている。また、知識ベースのエキスパート システムにも適応できる。技術者は非公式に岩石構造を 2 つの一般的な分類に分類します:連続的で均質な等方性線形弾性(ほとんどの地質技術者が見たいもの) と不連続的で不均質な異方性非弾性(ほとんどの原位置の岩塊が実際にあるもの)。岩盤質量評価システムは、実際の岩石の複雑な力学の一部を工学設計に組み込む方法を提供する。
さらに、このシステムは、トンネル支持ガイドラインと地下掘削の立ち上がり時間に加えて、変形係数などの岩盤特性の推定を初めて可能にした[5]。
最近、40年以上使用された後、RMRシステムに新たな注意が払われました。これは、岩盤掘削性(RME)の評価への適用、特に使用されるTBMの掘削の比エネルギー(SEE)との直接的な相関関係のためだ。トンネル条件の変化をリアルタイムで効果的に検出し、建設の進行に伴う悪条件の警告として機能する[6]。
不連続方向の影響を考慮したパラメータは、ダムの基礎とトンネルについては詳細に導入されているが、斜面については導入されていないため、岩盤の質量評価を岩の斜面に適用すると、いくつかの困難が生じます。 [7]この問題に対処するために、Romana [8]は、元の Bieniawski のパラメーターに基づくが、不連続の方向の影響を考慮したパラメーターの厳密な定義を含むSlope Mass Ratingスキームを定義した。
トンネル設計のための特定の出力チャート[編集]
トンネル設計の利便性のために、これらの重要な岩盤特性を推定するために一般的に使用される 3 つのチャートが含まれている:立ち上がり時間、岩盤変形係数 Em 、岩盤強度。
2 番目のグラフでは、RMR が 56 を超える範囲で改善された関係が示されている。これは、RMR が高い場合、変形は無傷の弾性率によって支配されるのに対し、RMR が低い場合、風化と接合部の充填によって変形が大幅に制御されるという考えを反映している。このアプローチには、モジュラス値が高い範囲で過大評価されたり、低い範囲で過小評価または過大評価されたりしないという利点があります。これは、1 つのシグモイド方程式に依存するよりも現実的だ。
無傷の弾性率と岩石質量定格の関数として岩盤質量弾性率を与えるシグモイド方程式が多数提案されている。これらの方程式は、正しい入力データが与えられれば弾性率の良好な推定値を与える可能性がありますが、非常に乱れた岩塊からのサンプルの実験室試験から、信頼できる無傷の強度または無傷の弾性率の値を取得することは困難だ。この制限のため、実際に一般的に行われていることは、無傷の弾性率の実験室測定値または無傷の強度と特定の岩石タイプのモジュラス。これは、貧弱な岩のゾーンの材料がしばしば高度に風化する可能性を無視している。また、貧弱な岩のゾーンが風化しなくても単純に強度が低い岩を表している可能性を無視している。同じプロジェクトのより強い岩のゾーンはそうではなかった。
RMR に基づくトンネル サポート ガイドラインは、元々、トンネル スパン/直径 10 メートルのサポート推奨事項を示す表の形式で提供されていました。ロック ボルト、吹き付けコンクリート、およびスチール リブの改良技術を考慮して、トンネル設計者は他のトンネル サイズに合わせてこれらのガイドラインを修正する必要があり、これはその目的を十分に果たしました。今日、40 年間の使用を経て、実際のトンネル設計者にとって、トンネルのサイズと岩盤の質の両方の関数として岩盤の支持を選択するためのチャートがあれば便利であることが明らかになりました。これを下の図に示します (Lawson 2013 を参照)。
参照[編集]
- コア回復パラメータ
- SMR分類
脚注・参考文献[編集]
- ^ a b Bieniawski, Z. T. (1989). Engineering rock mass classifications : a complete manual for engineers and geologists in mining, civil, and petroleum engineering. Wiley-Interscience. pp. 40–47. ISBN 0-471-60172-1
- ^ Celada B, Tardaguila I, Varona P, Rodriguez A, Bieniawski ZT. Innovating tunnel design by an improved experience-based RMR system. In: Proceedings of the World Tunnel Congress – Tunnels for a Better Life. vol 9. Brazil: Foz do Iguaçu; 15 May 2014: 1–9.
- ^ a b Kundu, J., Sarkar, K., Singh, A.K., & Singh, T., 2020. Continuous functions and a computer application for rock mass rating. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 129.
- ^ edumine
- ^ Bieniawski, Z. T. (1978). Determining rock mass deformability.. Int. J. Rock Mech. Min.Sci. pp. v. 15, 335–343.
- ^ Celada (2012). Specific energy of excavation in detecting tunnelling conditions ahead of TBMs.. Tunnels & Tunneling. pp. v. February, 65–68etal
- ^ Aksoy, C. O. (2008). “Review of rock mass rating classification: Historical developments, applications, and restrictions”. Journal of Mining Science 44: 51–63. doi:10.1007/s10913-008-0005-2.
- ^ Romana M. (1985). New adjustment ratings for application of Bieniawski classification to slopes. Proc. Int. Symp. on the Role of Rock Mechanics: 49-53.
- ASTM (1988)。 「工学的実践における岩石質量評価 (RMR) システム (地力学分類) を使用するための標準ガイド」。米国材料試験協会、標準書 D5878-08、v.04.09、ペンシルバニア州フィラデルフィア。
参考文献[編集]
- Lowson, A. (2013). "Critical assessment of RMR based tunnel design practices". Proc. RETC. Washington DC: Society of Mining Engineers. pp. 180–198.
- Pantelidis L. (2009) "Rock slope stability assessment through rock mass classification systems" Int. J.Rock Mech. Min.Sci., 46(2):315–325.