老朽下水道管の復旧に関わる地盤工学的諸問題に関する研究

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15360257
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 東田 淳 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (90128744)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉村 洋 阿南工業高等専門学校, 建設システム工学科, 助教授 (20342561)
• Keywords: 下水道管 / 埋戻し土 / 弾性定数 / 経時変化 / 輪荷重繰返し載荷 / 乾湿繰返し / たわみ率 / たわみ性管

Research Abstract

輪荷重繰り返し載荷用K0圧縮試験装置に詰めた砂質土供試体に対して低サイクル疲労試験機により輪荷重相当の軸荷重を、側方変位をゼロにしたK0条件のもとで30万回程度繰り返し載荷する実験を実施した。実験条件として、砂質土の種類を細粒分含有率の異なる3種類に変え、それぞれ密度を2通り、土被り高を3通りに変化させ、各要因の違いによって埋戻し土の剛性(ポアソン比と変形係数)がどのように変化するかを捉えた。今年度は、前年度までの実験でデータに疑問のあるケースの追加実験を行って、データの精度を高めた。その結果、繰返し回数の増大につれてポアソン比は0.25から0.15付近まで低下し、変形係数は大きく増えるが、次第にある値に収束する傾向を示すこと、ならびに、土被り高が小なほど、また土の密度が大なほど、変形係数が大きくなることが分かった。
以上の実験によって定量化した輪荷重繰り返しによる土の剛性変化、ならびに二種類のプラスチック管(塩化ビニル管と高密度ポリエチレン管)のリラクゼーションによる剛性低下を組み合わせた場合、埋設管の変形がどう変化するかをFEMによって解析した。その結果、埋戻し土の密度が小さいほど、また埋設土被り高が大きいほど、埋設管の変形は大きくなり、特に埋戻し土として一般的に用いられるまさ土では、埋設管のたわみ率が50年経過後に最大5.5%程度増え、許容たわみ率の5%を大きく超える場合があるので、注意が必要であることが確かめられた。