トンネルが丸いのはどうして?

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ユーザー 匿名投稿者 の写真

夏休みの自由研究でトンネルがなぜ丸いのかについての調べ学習をしています。トンネルには山岳、海底、地下鉄などの種類がありますが、その種類によってトンネルの厚み(巻厚)の設計基準に違いがあるのか、また、例えば海底トンネルの場合、その作られる深度(トンネルにかかる圧力)によって基準に違いがあるのか教えてください。実例を示して教えていただければ、なおありがたいです。

 例 山岳トンネル(基準巻厚 ○○cm)
   実例:△△トンネル(最も厚い部分○○cm/標高○○mの××山) など

実例は分かる範囲でかまいません。是非、よろしくお願いします。

コメント

ユーザー 匿名投稿者 の写真

それを自分で調べるのが夏休みの自由研究なんです(^^)

ユーザー いさ の写真

小学5年生ですか!これは将来が楽しみですな(^−^)b

さてさて、トンネルの厚みについては、まあいろいろです。
というのは、「山岳、海底、地下鉄などの種類」によって決まるというよりも
工事の方法(工法)とか、まわりの土の状態で決まるところも大きいからです。

例えばがんじょうな岩にトンネルを掘るなら、壁は薄くてもいいけど、
やわらかい泥の中にトンネルを作るなら、壁は厚くしないといけないでしょ?

あとは、工事の方法によっても壁の厚みとか、そもそもトンネルを支える材料や、支える方法自体が変わります。
(コンクリートとか、鉄とかもあり。周りの岩にボルト留めしちゃうのもあります)

工事の方法は大きくわけて、3つあります。
1.山岳工法(さんがくトンネル)=山の中とかで良く使うトンネル、上部が丸い半円のトンネル
2.シールド工法(シールドトンネル)=シールドマシンという機械でもぐらに掘るトンネル、円形が多い
3.開削工法(かいさくトンネル)=地上からミゾのように地面を掘って、底にトンネルを作ってまた埋めちゃう、四角形が多い

というわけで、トンネルは丸いだけじゃあないのです!
そもそも丸いと、中が使いにくいですよね?まあ水を流すトンネルならいいでしょうけど、道路や電車用のトンネルだったら四角いほうが使いやすいですよね・・・
それなのになんで丸いのが多いのか??、それは丸いほうが強い(つぶれにくい)ということもありますが、3つの工事方法の違いによるところもすごく大きいのです。
そのへんを調べて、研究としてまとめるだけでも、立派な自由研究になりますよ!

あー私が親父だったら色々手伝ってあげられるんですが(ノ_・。)
がんばってください(^−^)ノ

ユーザー 匿名投稿者 の写真

「小学5年生」の母です。早速の回答、ありがとうございます。m(__)m

ネットでもいろいろ検索をしてみましたが、トンネルの工法や長さの情報はあっても、厚みの情報は皆無だったので 「いささん」のコメントを読み納得いたしました。
厚紙で作った筒をトンネルに見立てて実験、観察もしてみましたが、子どものごく単純な疑問から始まったこの自由研究がより深みが増したというか、子どももこのコメントを読み、とても喜んでおりました。

夏休みも早くも後半に入りますが、子どもにとってもいい経験になるよう、母もサポートしていきたいと思います。ありがとうございました。(^−^)