1994 Fiscal Year Annual Research Report
衝撃砕波力による直立構造物の破壊機構とその算定モデルに関する研究
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05680376
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| Research Institution | CHUO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
服部 昌太郎 中央大学, 理工学部, 教授 (90055070)
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| Keywords | 砕波 / 衝撃力 / 波と構造物の相互干渉 / 模型実験 / 波圧(波力) |
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| Research Abstract |
直立構造物に作用する波圧(波力)特性が,作用壁面の僅かな変形によって若干変化することが前年度までの研究によって明らかとなったが,構造物設計と言った工学的理由から波圧は剛壁体に作用するとして,また壁体変位変動は壁体を弾性体として評価することを,本年度の研究方針として直立壁模型を作成して実験を行った.
測定波圧時間記録の鉛直分布から波力とその作用位置,最大波力までの立ち上がり時間と波力力積を算定した.また壁面変動加速度記録から壁体変位を算定した.これらの実験結果より,最大波力だけでなくその作用時間,すなわち立ち上がり時間が壁面前面水位を考慮した壁体の固有振動周期とほぼ一致する波力の荷重条件の下で,壁体変位振幅が最大となることが確認された.このような波力荷重は,砕波衝突時に波面と壁面間に空気塊が封入されて発生する減衰振動型波力の作用時に認められることが明確となった.実験結果の妥当性を確認し,また評価モデルを確立する事を目的に,測定波力データを入力として有限要素法による弾性板の応答解析計算を行っている.
壁体の局所破壊を発生させる衝撃性最大波圧の発生確率密度は対数正規分布であり,鉛直分布特性として静水面直下付近で発生波力と頻度が最大となることが確認された.
直立堤体の破壊をもたらす衝撃波圧と波力のモデル化に際しては,入射波の砕波諸量と同時に封入空気量とその形状に対しても,最大衝撃波力との結合確立によって検討した.その結果,堤体の局所破壊につながる単発型衝撃波力の発生頻度は,壁体の疲労破壊に関係する減衰振動型に較べて低いことが判明した.以上の研究結果から,発生確率の高い直立堤体構造部材の局所破壊過程として,壁体に疲労破壊をもたらす減衰型波力の載荷条件を堤体設計に取り組む必要があることが指摘された.
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[Publications] M.HATTORI: "WAVE IMPACT PRESSURES ON VERTICAL WALLS AND RESULTING WALL DEFLECTI CRS" INTERENATIONAL WORKSHOP ON WAVE BARRIERS IN DEEPWATER. 332-345 (1994)
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[Publications] 大森創一,服部昌太郎: "衝撃波圧の変動性に関する実験的研究" 土木学会第49回年次学術講演会概要集II. II. 760-761 (1994)
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[Publications] 大森創一,服部昌太郎: "衝撃砕波力による直立壁の局所破壊機構" 土木学会海岸工学論文集. 42(発表予定). (1995)
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[Publications] 服部昌太郎: "高潮の氾濫による社会基盤施設の破壊と被害予測法に関する研究" 第31回自然災害科学総合シンポジウム要旨集. 35-47 (1994)
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[Publications] 辻岡伸昭,服部昌太郎: "衝撃波力の荷重條件と波力の変動特性" 土木学会第50回年次学術講演会概要集. II(発表予定). (1995)
