老朽開水路内に配管される圧力パイプラインの力学挙動の解明と耐震設計手法の確立

阐明旧明渠中安装的压力管道的力学性能并建立抗震设计方法

• 批准号: 20H00441
• 负责人: 河端 俊典
• 金额: $ 28.37万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00441/
• 关键词: パイプライン; 開水路; 長寿命化; 遠心力模型実験; ジオシンセティックス; 屈曲部; 模型実験; 応力集中; 数値解析; ひずみ; 耐震性; 動的挙動

既設開水路内に管路を敷設する開水路内配管工法の確立を目標に，老朽化した開水路内に設置された管路屈曲部を対象にスラスト力を模擬した水平力を負荷する実験を実施してきた．令和2年度に実施した模型実験では，載荷中に模型管が軸方向に回転し，正確に水平抵抗力が計測できていないことが明らかとなった．そこで，令和3年度には，載荷装置を改良し，同条件での実験を実施した．概ね前年度と同様の結論を得たが，水路底板と水路壁が固定された実験条件では，管と開水路模型が一体となり挙動する様子が観察され，前年度と異なる新たな知見を得た．また，管と水路壁の間の距離を変えた条件での実験ケースについて，より詳細な検討を行い，本研究で実施された埋設条件では，距離と抵抗力が概ね線形で近似できることを示すとともに，画像解析を通して，管および水路壁周辺地盤の変形挙動ならびに抵抗力発揮メカニズムを解明した．さらに，既設開水路内に2本の管路が敷設される二条配管時の力学挙動を解明するため，2本の模型管に定荷重を負荷した載荷実験に着手し，現在までに基本ケースの実験を終了した．上記のスラスト力を受ける管路屈曲部の力学挙動の検討に加え，管底側部の応力集中の緩和を目的としたEPS基礎を提案し，その有効性についても実験的に検証してきた．令和2年度に実施した模型実験では，模型管の外径が165mmと小さく，一部のEPS基礎では，応力集中を抑制する効果が確認できなかった．そこで令和3年度には，模型管の外径を313mmとし，地盤の相対密度を前年度の30%から60%に変更することで，より実際に近い埋設条件を再現した．実験結果よりEPS基礎を用いた全てのケースで管底側部の応力集中を抑制する効果が確認された．

The existing pipelines in the boiled waterway are laid, the piping construction method in the boiled waterway is established and the target is established, and the installation in the boiled waterway is due to aging. Set the bending part of the pipeline to simulate the horizontal force and the load to simulate the bending part of the pipeline. In the 2nd year of Reiwa, the model was installed, the model tube was loaded in the axial direction, and the horizontal resistance was measured correctly.そこで, Reiwa 3 year には, load device をimprovement し, same conditions での実験を実用した. The summary of the previous year's conclusion was obtained, the waterway floor and the waterway wall were fixed, and the conditions were met, and the pipe was The model of the open waterway is integrated and the movement is done, and the previous year's new and different knowledge is obtained.また, を変えたconditions での実験ケースについて, よりDetails of な検検を行い, This study is based on burying conditions, distance and resistance. Linear approximation, image analysis, tube analysis The rectangular shape of the waterway wall and the surrounding area is the resistance of the waterway wall.さらに, there are 2 main pipelines in the existing boiling water line. When laying される2 pipes, the mechanics of the operation are explained. するため, 2 This model has a fixed load and a fixed load. The load has been started, and now the basic load has been completed. The above mentioned force is affected by the mechanical impact of the buckling part of the pipe, and the force is concentrated at the bottom and side of the pipe. The purpose of alleviation is the EPS basic proposal, and the validity of the proposal is the proof of effectiveness. The model of Reiwa 2nd year is installed, the outer diameter of the model tube is 165mm, the small one is small, the EPS base is one, the concentrated power is suppressed, the effect is confirmed, and the effect is confirmed. The outer diameter of the model tube is 313mm, the density of the site is the year before last The degree of 30% is 60%, the change is changed, and the burial conditions are close to reappear.実験RESULTS: The EPS basics are confirmed by using the concentrated power at the bottom and side of the tube to suppress the effect of EPS.

项目成果

既設開水路内に設置された埋設管屈曲部における水平載荷実験

现有明渠中埋地管道弯曲部分水平荷载试验

• 发表时间: 2022
• 作者: 永谷太志，太田遥子，澤田豊，河端俊典

既設開水路内に敷設された圧力管路屈曲部における水平載荷実験

现有明渠内压力管道弯曲部位水平加载试验

• 发表时间: 2021
• 作者: Tanaka C;Kinoshita K;Iwashita A;Idani G;郡司玄,木津亮介,木村大夢,橋本玲奈,石附夏子,市川麻央,本池珠恵,古賀晧之,花井研哉,平野智成,風間裕介,阿部智子,光田展隆,堀口吾 朗,澤進一郎,塚谷裕一,フェルジャニ アリ;永谷太志，太田遥子，澤田豊，河端俊典
• 通讯作者: 永谷太志，太田遥子，澤田豊，河端俊典

神戸大学大学院農学研究科土地環境学研究室HP

神户大学研究生院农业土地环境研究实验室 HP

管底側部に設置したEPS基礎がたわみ性埋設管の力学挙動に与える影響に関する埋設模型実験

管道底部EPS基础对柔性埋地管道力学性能影响的埋地模型试验

• 发表时间: 2022
• 作者: Satsuki Suzuki;Huiyuan Qi;Annegret Moto Naito-Liederbach;Yumiko Nakaya;Takashi Nagamine;Manabu Onuma;Miho Inoue-Murayama;園田悠介，伊川千颯，辻本琴音，永谷太志，工藤秀穂，澤田 豊，河端俊典
• 通讯作者: 園田悠介，伊川千颯，辻本琴音，永谷太志，工藤秀穂，澤田 豊，河端俊典

プレキャストコンクリート板を用いた埋設管路屈曲部のスラスト対策工法に関する水平載荷実験

预制混凝土板埋地弯管推力对策方法水平加载试验

• 发表时间: 2022
• 作者: Chika Zemmoto;Yuki Matsumoto;Monori Arahori;Miho Inoue-Murayama;永谷太志，太田遥子，澤田豊，河端俊典
• 通讯作者: 永谷太志，太田遥子，澤田豊，河端俊典