水中浮遊式トンネルの設計法開発に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555128
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 角田 與史雄 北海道大学, 工学部, 教授 (60001210)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 芳村 仁 釧路工業高等専門学校, 校長 (20001133) ; 三上 隆 北海道大学, 工学部, 教授 (00002303) ; 佐伯 昇 北海道大学, 工学部, 教授 (80002004) ; 佐伯 浩 北海道大学, 工学部, 教授 (30001209)
• Keywords: 水中浮遊式トンネル / 緊張係留 / 動的挙動 / 非線形応答 / 流体力

Research Abstract

水中浮遊式トンネルは、水深の中間部にトンネル本体を構築し、係留索で海底にアンカーし、トンネル本体の浮力を利用して固定するもので、海峡横断交通をはじめ、多岐にわたる応用分野が期待されているが、国内外を通じてまだ実用化に至っていない。本研究は、水中浮遊式トンネルの実用化を目指した基礎技術の確率とその設計法の開発を行うことを目的としている。本年度に得られた主な成果は次のとおりである。
1)係留索に衝撃力が作用する原因となるスラックについて、種々の条件における水理実験を行ってその発生特性を明らかにするとともに、スラック発生の有無を解析的に評価しうることを示した。また、不規則波の実験より、係留索の設計においては最大波高に相当する規則波を用いて検討すればよいことを明らかにした。
2)水中浮遊式トンネルの波浪時および地震時の動的解析モデルについて検討し、大規模・長大な水中浮遊式トンネルにも適用可能な三次元解析法を提供するとともに、鉛直係留索形式の場合および斜め係留索形式の場合について、波浪の入射角の相違による応答特性を明らかにした。
3)トンネル函体間のジョイント剛性は、動揺特性に大きな影響を及ぼすこと、ただしその程度は係留形式によって異なり、斜め係留索形式および鉛直および斜め係留索の混合形式の場合には、ジョイント剛性にはあまり依存しないことを明らかにした。
4)水中浮遊式トンネルの構造材料について海中暴露実験を行い、PCはRCに比べて塩分浸透に対する抵抗性が低い傾向があること、飛沫帯暴露の場合には、表面が炭素繊維でマトリックスがビニールエステル樹脂からなるFRP版は、劣化が見られないことを明らかにした。

Research Products

• [Publications] 渡部,靖憲: "非線形波の内部流速算定法" 海岸工学論文集. 42-1. 106-109 (1995)
• [Publications] 出雲健司: "軽量骨材を用いた自己充填コンクリートに関する2,3の実験" 土木学会北海道支部論文報告集. 52. 590-593 (1996)
• [Publications] 前田,直寛: "水中トンネルの係留策の構造信頼性評価" 構造工学論文集. 42A. 449-455 (1996)
• [Publications] 角田與史雄: "水中トンネル技術の開発" コンクリート工学. 34-4. 25-30 (1996)
• [Publications] Yasunori Watanabe: "Fluid Motion around Submerged Tunnel with Tension Legs under Severe Wave Conditions" Hydrodynamics, Theory and Applications. 477-482 (1996)
• [Publications] 蟹江俊仁: "水中浮遊式トンネルの波浪動揺特性について" 土木学会論文集. 556. 159-168 (1997)