岩盤工学とは

岩盤工学(Rock Engineering)とは

岩盤力学（Rock Mechanics）を用いて岩盤や岩石に関する設計・施工・採鉱などの作業についての方法を検討する学問

岩盤工学に関する学問は1960年頃創設

ISRM(International Society for Rock Mechanics)；

国際岩の力学連合会

検討を要する技術的課題

岩盤工学の利用分野

•地表構造物－橋、ダムの基礎

•輸送経路－盛土、切土

•他の地表掘削－採石、露天採掘

•地下空洞の設計－ケービング法、トンネルの掘削、大空洞掘削

• エネルギー開発－石油、地熱、原子力発電、放射性廃棄物処理、LNGなどの備蓄

岩盤の利用に必要な判断材料

•地質条件

•岩盤強度

•岩盤の切削性

•切削方法と機具の選択

•岩盤構造物の形状

•岩盤の変形解析

•岩盤の安定解析

•発破規格

•支保設計

土木と資源の構造物の違い

•土木構造物 恒久的な地下空間の構築

•資源構造物 経済的価値のあるものだけが取り出されれば、掘削された岩石は傷つけられてても問題なく、採掘終了後は地下空間が放棄される－必要な期間だけ維持されればよい。

岩盤プロジェクト

基礎 岩盤斜面 立坑とトンネル

地下空洞 採鉱 地熱エネルギー

放射性廃棄物

地質的背景

• インタクトな岩（Intact Rock）

•割れ目（亀裂状態）－成層状態、褶曲、断層、せん断、節理などの構造地質的な問題

•岩盤全体の挙動－岩盤中の応力状態、水理地質条件、建設手順

→ 岩盤自体が建築材料であり、構造物でもあるため、岩盤が工学的な材料としてどのように挙動するのか予測するためのキーワードとなる。

インタクトな岩

•引張強度を著しく減少させるような顕著な割れ目を持たない岩盤

→ 密度

変形性（ヤング率、ポアソン比）

強度

（一軸圧縮強度、粘着力、内部摩擦角）

◎変形性などの特性は現場で直接計測

◎インタクトな岩の強度等は室内試験で実施

割れ目、不連続面

• 割れ目

裂罅（フラクチャー）、節理、層理面、

断層 → ステレオネットなどで把握

・不連続面

不連続面の正常、位置、方向性

→ 岩盤全体の変形性、強度、透水性に影響

◎岩の性質→岩盤には空隙や割れ目を有する。

◎力学的性質→造岩物質よりも割れ目の影響を強く受ける。

◎室内試験ではインタクトな岩が使用されるため、亀裂を含む岩盤全体では強度が小さくなる。

岩盤の工学的分類～火成岩～

堆積岩（砕屑岩）

堆積岩（火山砕屑岩）

変成岩

石灰石鉱山（東谷鉱山北九州市）

ミャンマーのスズ・タングステン鉱山

Surface Coal Mine (Slope Stability)

Loess haul bench

No.11 coal seam

No.9 coal seam

No.4 coal seam

No.1 rock haul bench

No.2 rock haul bench

No.3 rock haul bench

Open-pit Mine (Blasting-Fragmentation)

Open-pit Mine (Blast Vibration)

Open-pit Mine（Fly Rock）

Open-pit Mine （Fly Rock）

Surface Mining Plan（Philippine）

Surface Mining Plan（Philippine）

Surface Mining Plan（Mongolia）

Surface Mining Plan （Brazil）

Surface Coal Mine-Rehabilitation-（Indonesia）

Rehabilitation (Lab Nursery)

Rehabilitation/Post Mining （Indonesia）

AMD(Acid Mine Drainage) Issues（Indonesia）

Surface Mine ⇒ Underground（Indonesia, Australia, Thailand）

Underground Mine-Stability of Roadway-

（Indonesia）

Underground Mine -Stability of Roadway-（Indonesia）

Underground Mining Method（Czech Republic, Uranium Mine）

変位量分布（採掘深度：1,500m）

Pongkor Gold Mine, Indonesia

Pongkor

Pongkor Gold Mine, Indonesia

鉱脈

Z

YX

Ore

Cross-Cut

Hanging

WallFootwall

60ｍ16ｍ

86ｍ

58ｍ

56ｍ

88ｍ

24ｍ

20ｍ

4ｍ

4ｍ

2ｍRamp Roadway

Highwall Mining System（Australia, Indonesia）

Punch LongwallMining System（Australia）