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Behavior of a buried pipeline conveying water with a constant flow during seismic excitation

地震激励下恒流输水埋地管道的行为

基本信息

批准号：
17F17746
负责人：
向後雄二
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-11-10 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，レベル2地震動時における埋設パイプラインの挙動において未解明な管内部の水圧挙動を対象に，模型振動実験とそれに基づく数値解析を通して，その挙動を明らかにすることを目指した。具体的には，埋設管の地震災害で多くの被害が生じている空気弁の地震時挙動を明らかにし，より耐震性の高いパイプラインシステムの構築を目指す。令和元年度は，昨年度までに実施したレベル２地震時の管内部の水圧挙動の問題，特に空気弁を有する管水路の地震時の水圧変動について，振動模型実験結果を整理し考察した。この振動模型実験は１ｇ場で実物大のモデルを用い，変位，間隙水圧，加速度等を測定し，地震時の埋設管と内部水圧の相互作用を検証した。具体的には，振動台に長さ8 m，内径200 mmの塩ビパイプとアクリル製の空気弁を組み合わせた模型を設置した。載荷加速度は50から980 gal，周波数は0.5から10Hzの波を用いた。また，模型をシミュレーションするため，ANSYS解析コードによる解析を実施した。空気圧弁内のキャビテーションとウォーターハンマー現象について詳細に検討し，その発生は動水圧だけでなく，静水圧の大きさに依存することがわかった。また，その発生箇所とメカニズムを同定し，パイプラインの今後の耐震性向上に寄与できる成果を得た。なお，得られた成果は論文として投稿中である。

In this study, we aim to analyze the basic numerical values of the model vibration and the system by comparing the movement of the embedded cylinder during ground vibration with the water pressure movement inside the unexplained pipe, so that the movement is clear. Specifically, buried pipes are frequently damaged due to earthquake disasters, and the construction of high earthquake resistance structures is indicated. In this paper, the author reviews the results of the vibration model for the water pressure fluctuation in the pipe during earthquake. The vibration model is used to measure the magnitude, position, gap water pressure, acceleration, etc. of the 1g field, and to verify the interaction between the buried pipe and the internal water pressure during earthquakes. Specifically, the vibration table is 8 m long and 200 mm in inner diameter, and the air conditioning system is assembled and the model is set. The load acceleration is 50 gal and the frequency is 0.5 Hz. The analysis of the model is carried out in detail. A detailed analysis of the phenomena in the air pressure system is carried out, and the occurrence of dynamic water pressure and static water pressure depends on each other. In the future, the earthquake resistance will be improved and the results will be obtained.なお，得られた成果は论文として投稿中である。