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Examination of mechanical behavior and establishment of seismic design method for pressure pipelines installed in aging open channels

Research Project

Project/Area Number 20H00441
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 41:Agricultural economics and rural sociology, agricultural engineering, and related fields
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

Kawabata Toshinori  神戸大学, 農学研究科, 教授 (20335425)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 井上 一哉  神戸大学, 農学研究科, 教授 (00362765)
澤田 豊  神戸大学, 農学研究科, 准教授 (60631629)
毛利 栄征  茨城大学, 農学部, 特任教授 (90373224)
有吉 充  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究部門, チーム長 (10414442)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥44,330,000 (Direct Cost: ¥34,100,000、Indirect Cost: ¥10,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥21,060,000 (Direct Cost: ¥16,200,000、Indirect Cost: ¥4,860,000)
Fiscal Year 2021: ¥14,560,000 (Direct Cost: ¥11,200,000、Indirect Cost: ¥3,360,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
Keywordsパイプライン / 開水路 / 模型実験 / ジオシンセティックス / 長寿命化 / 遠心力模型実験 / 屈曲部 / 応力集中 / 数値解析 / ひずみ / 耐震性 / 動的挙動
Outline of Research at the Start

近年,農業用水利施設の老朽化により,その耐震化と長寿命化が急務となっている.特に従来の開水路は,ゴミの投棄,転落による事故,蒸発散による用水の損失などの問題をも包含している.そこで,老朽化開水路の再構築に際して,開水路内に圧力パイプラインを敷設することが期待される.本研究は,老朽開水路内にパイプラインを敷設する際の解明すべき力学的課題に挑戦し,同工法の耐震設計手法を確立することで農業水利施設の長寿命化に大きく貢献するものである.

Outline of Final Research Achievements

In this study, various model tests were conducted with the aim of establishing a method for installing pipelines in existing open channels. The results showed that existing open channel walls that have not deteriorated are effective as a thrust countermeasure for pipe bends. In the case of deteriorated channel walls, reinforcement with geogrids was found to be effective. A geocell-based pipe uplifting countermeasure for shallowly buried pipes was proposed for labor-saving, and its effectiveness in increasing the uplift resistance was also verified. Furthermore, an EPS foundation was proposed as a countermeasure against insufficient compaction of the pipe bottom side and its effectiveness in reducing strain concentration at the bottom of the pipe was verified.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年,農業用水利施設の老朽化により,その耐震化と長寿命化が急務となっている.特に従来の開水路は,ゴミの投棄,転落による事故,蒸発散による用水の損失などの問題をも包含している.老朽化開水路の再構築に際して,開水路内に圧力パイプラインを敷設することが期待されていた.
このような背景の中,当研究課題では,老朽開水路内にパイプラインを敷設する工法を確立するため,管路屈曲部の力学挙動解明と各種管埋戻し技術の提案および効果検証を行ったことから,本研究成果は,我が国の農業水利施設の長寿命化に大きく貢献すると考えられる.

Report

(5 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Comments on the Screening Results   Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results) Presentation (14 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Centrifuge model studies on mechanical behavior of buried pipe with voids surrounding bottom and effectiveness of EPS as countermeasure2024

    • Author(s)
      Sonoda, Y., Sawada, Y., Ling, H.I., Li, L., Kawabata, T.
    • Journal Title

      Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering

      Volume: -

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] New geocell utilisation as a pipe uplifting countermeasure and its validation using model experiments2024

    • Author(s)
      Nagatani,T., Sawada,Y., Inoue,Y., Ito,S., Ling,H.I., Kawabata,T.
    • Journal Title

      Geotextiles and Geomembranes

      Volume: 52(3) Issue: 3 Pages: 319-331

    • DOI

      10.1016/j.geotexmem.2023.11.004

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Improved Thrust Restraint Design Considering Displacement of Pipe Bend and Joint Separation2023

    • Author(s)
      Ohta Yoko、Sawada Yutaka、Kitada Megumi、Kawabata Toshinori
    • Journal Title

      Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice

      Volume: 14 Issue: 2 Pages: 04023006-04023006

    • DOI

      10.1061/jpsea2.pseng-1306

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      2022 Annual Research Report
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  • [Journal Article] EFFECTIVENESS OF EXISTING CHANNEL WALL ON THRUST RESTRAINT FOR PIPE BENDS AND EFFECT OF GEOGRID ON REINFORCEMENT OF CHANNEL2022

    • Author(s)
      太田遥子,永谷太志,澤田豊,河端俊典
    • Journal Title

      Geosynthetics Engineering Journal

      Volume: 37 Issue: 0 Pages: 1-8

    • DOI

      10.5030/jcigsjournal.37.1

    • ISSN
      1344-6193, 1883-146X
    • Year and Date
      2022-10-10
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  • [Journal Article] MODEL TESTS ON EFFECTIVENESS OF EPS FOUNDATION AS A COUNTERMEASURE AGAINST INSUFFICIENT COMPACTION AROUND BURIED PIPE2022

    • Author(s)
      園田悠介,澤田豊,伊川千颯,高原源太朗,河端俊典
    • Journal Title

      Geosynthetics Engineering Journal

      Volume: 37 Issue: 0 Pages: 85-92

    • DOI

      10.5030/jcigsjournal.37.85

    • ISSN
      1344-6193, 1883-146X
    • Year and Date
      2022-10-07
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      2022 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Small-sized Buried Model Tests on Effectiveness of EPS Pipe Foundation2022

    • Author(s)
      Sonoda,Y., Kawamura,M., Sawada,Y., Kudo,H., Kawabata,T.
    • Journal Title

      Proceedings of the 7th Asian Regional Conference on Geosynthetic on Hazard’s Risk Management, Innovation, and Sustainability

      Volume: - Pages: 1-4

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      園田悠介,澤田豊,Hoe I. Ling, Liming Li, 河端俊典
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      永谷太志,澤田豊,有吉充,河端俊典
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      第58回地盤工学研究発表会
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      永谷太志,太田遥子,澤田豊,河端俊典
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      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
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      2022年度農業農村工学会大会講演会
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      永谷太志,太田遥子,澤田豊,河端俊典
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      河村未奈,青木達也,伊川千颯,園田悠介,日野林譲二,澤田豊,河端俊典
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  • [Remarks] 神戸大学大学院農学研究科土地環境学研究室HP

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      https://www.research.kobe-u.ac.jp/ans-soilenv/index.html

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    • URL

      https://www.research.kobe-u.ac.jp/ans-soilenv/

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    • URL

      http://www.research.kobe-u.ac.jp/ans-soilenv/index.html

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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