トンネル内外の爆風被害を低減化する爆風吸収トラップの開発と活用

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１．研究の目的：地下通路やトンネル内で爆薬等が爆発した際に発生する爆風は，衝撃波としてトンネル内部を伝播する。爆風による被害を低減化するため，トンネル壁面に障害物を設けたり，壁面の材料を工夫したりする技術や低減化のメカニズムは研究されてきているが，トンネルの利便性やメンテナンス性への考慮は，十分とは言えず，実用化されているものは少ない。そこで，本研究では，申請者のこれまでの爆風低減化の成果に基づき，トンネルの使い勝手に影響を与えない爆風吸収トラップを提案する。トンネル経路のクランク部にトラップを設ける。100 mg程度の爆薬を使用する独自のテーブルトップ室内爆発実験法により，トンネル内外の爆風挙動を評価する。独自の数値解析手法と組み合わせて爆風エネルギーの吸収メカニズムを解明し，爆風吸収トラップを最適化する。本研究の成果により，トンネル内の爆発事故やテロ攻撃等による被害を低減化できることが期待される。２．本年度の成果：①爆風吸収トラップに関するテーブルトップ実験：今年度は，予備的な実験を行った。トンネル経路のクランク部にトラップを設置した場合としなかった場合のトンネル内の圧力履歴を比較した。トラップを設置すると，トンネル出口に到達する爆風のピーク過圧は，設置しない場合の半分程度になることを示した。また，トラップ部にポリエステル不織布などの緩衝材を設置した場合，トラップで反射した爆風のピーク過圧を低減化できることを確認した。これらのデータから，今後の研究で検討すべきパラメータの洗い出しを行った。さらに，トンネル内の温度変化を計測する準備を行った。②独自開発の数値解析コード：今年度は，上記の予備実験に対応した計算を実施し，トラップ設置の有無に応じた爆風挙動の相違点を確認した。また，トラップ部でのエネルギー吸収に関する計算手法の検討を行った。