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地学についてなのですが なぜ、人間は深さ4㎞程度までしかトンネルを掘れないので...

nis********さん

2020/7/905:21:58

地学についてなのですが
なぜ、人間は深さ4㎞程度までしかトンネルを掘れないのでしょうか?また、機械で穴を開ける方法でも、10㎞程度しか掘れないのは何故ですか?

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mik********さん

2020/7/906:45:07

深くなると圧力が上がるためです。

4kmの深さのトンネルの上にある4㎞の厚さの岩石の圧力を考えると、岩石の比重を2.5としても、10kmの水の圧力と同じになります。つまり深さ1万mに潜る深海調査船と同じ圧力に耐える必要があります。

しかも、深海調査船は潜っている時だけ圧力に耐えればいいのですが、トンネルの場合は半永久的に耐えないといけません。

深海調査船でも、最深のチャレンジャー海淵(深さ11km程度)に潜れる船が作れるかどうか微妙なところです。それだけの圧力に半永久的に耐えられるトンネルを掘るのは難しいと思います。

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sqk********さん

2020/7/915:24:39

圧力が高すぎて掘れなくなる。
膨大な圧力に耐えて空間を作るだけの素材がない。深いほど温度が高くなり、素材はもろくなるのに岩盤はますます固くなり圧力が高くなって押しつぶされます。

bar********さん

2020/7/911:19:21

掘れない理由は、機械や材料力学等の工学的に難しいというのが一番の理由です。

でトンネルですが、そんな深い所では、立坑と言う縦溝を掘って、掘削土砂や使用材料、掘削や運搬機械等の出し入れをします。

出し入れをするためには、エレベーターのような昇降設備が必要になります。

4kmの深さでも、ワイヤーロープ 1本の長さが例え8kmとしても30 mmでも4kg/m程度の重量になります。
それだけでも32t、それが最低4本として128t.それに昇降設備に建設機械の重量を加えると馬鹿でかい重量になります。

特にウインチ巻き上げ速度と巻き上げ重量を調整するとワイヤーロープ も何重にも滑車を使うとワイヤーロープ 自体か、自重で異常に伸びたり、切れたりして使い物になりません。

同じ事がボーリングマシンと円筒状のロッドにも言えます。

ボーリングマシンの駆動部は、地上にあると仮定すれば、深さ10kmのロッドを回す駆動部も地上にあります。

ロッドも1mの物は、剛体のようですが、10kmも有ると非常に柔らかい軟構造で、硬い鉱物に当たると、柔らかい方、柔らかい方へと逃げていきます。

そのため斜め方向に向かってロッドが入っていくので、ロッドもねじれて駆動部に大きな負荷がかかり、それ以上に無理をすると、機械がオーバーヒートするか、ロッドがネジ切れるかしてしまいます。

今の材料や機械工学で、それだけのものが作れるのかは、よくわからないので、その道の専門家の意見を聞かないとわかりませんが、ボーリング記録に再挑戦していないのを見ると工学的に難しいと思います。

2020/7/905:50:04

深くなると温度が高くなるためです。

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