大成建設は、地層構造などを含む地下構造物の3次元数値解析モデルを従来の10分の1程度の時間で自動作成?#24037;?#25163;法を構築した。高度な解析技術がなくても、施工手順を反映した詳細な3次元モデルを作成できる。

3次元数値解析モデルを自動で作成?#24037;?#25163;法の構成
3次元CADのソフトに、自動でメッシュを作成?#24037;毳漸榨趣?#32068;み合わせた(資料:大成建設)
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 地下に複雑な構造の駅舎などを建設?#24037;?#24037;事では、周辺の建物に影響が無いように施工中の地盤の動きを予測?#24037;?#24517;要がある。事前の詳細な地質調査が困難な場合が多いため、掘削中の地盤の挙動やトンネルの変形から地質を解析し、設計を最適化しながら施工を進める。そこで必要になるのが、施工手順などを忠実に再現した3次元の数値解析モデルだ。

事前の地質調査
事前にボーリング調査や地表踏査、弾性波探査などで地質を調査して、設計?#24037;搿?#22320;理的や技術的?#25163;?#32004;から、十分なデータが得られないことが多い(資料:大成建設)
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 開発した手法では、3次元CADのソフト?#21462;ADで作成したモデルにメッシュを自動で作成?#24037;毳漸榨取窯riddle?#24037;?#32068;み合わせて、数値解析用の3次元モデルを高速で作成できる。さらに、メッシュの細かさや施工断面の区画割りを指定?#24037;毪長趣恰?#35079;雑な構造や施工の手順を正確に反映可能だ。3次元のCADを扱える技術者ならば誰でも短時間でモデルを作れるようになる。

施工手順を反映した3次元数値解析モデル   
掘削の手順を色分けして反映したモデル。施工進捗に応じて地盤や構造物の変形を解析できる(資料:大成建設)
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 数値解析用の3次元モデルは従来、解析にたけた技術者が膨大な時間と手間をかけて作成していた。地盤と構造物の3次元CADモデルを複数のメッシュに分割?#24037;?#20316;業が非常に複雑だからだ。メッシュごとに解析?#24037;毪郡帷?#27083;造が複雑な箇所や応力が集中?#24037;?#31623;所は細かく分ける作業が求められる。一方で、作成時間を短縮?#24037;?#24037;夫も必要だった。

 例えば、ボスポラス海峡横断鉄道のシルケジ駅舎部の工事では、モデルの作成に2カ月以上かかった。手間を省くため、複雑な箇所は簡略化。さらに、時間がかかり過ぎることから施工手順は反映していない。一方で、同じ工事に開発した自動作成の手法を用いれば、約7日で詳細な3次元数値解析モデルを作成できた。

ボスポラス海峡横断鉄道のシルケジ駅の3次元数値解析モデル
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左は従来の手法で作成した3次元モデル。右は自動で作成したモデル。従来の手法では同一の断面を引き延ばしてモデルを作成?#24037;毪長趣?#31777;略化していた(資料:大成建設)

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