2015 Fiscal Year Research-status Report
高経年化インフラ社会における先進的パイプライン耐震アセスメント解析手法の構築
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15K12489
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
北野 哲司 名古屋大学, 減災連携研究センター, 寄附研究部門教授 (90644849)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野中 俊宏 名古屋大学, 減災連携研究センター, 寄附研究部門助教 (40644852)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 埋設管路 / SPH法 / 土槽実験 / 面的な土圧計測 / 鋼管 / ライフライン / ソリッド・シェル解析 / 耐震設計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の主目的は、現在の埋設管の解析技術に適した埋設管用地盤モデルの構築である。そのために、管路を土槽に埋設し、管路を水平方向に引張り、管路表面に作用する管周方向の土圧を直接かつ正確に測定し、従来の地盤モデルを刷新することである。平成27年度の研究実績は、以下の通りである。
１．土槽実験諸条件の設定解析：本研究において、実管路を埋設した土槽実験の位置付けは大きい。そのため、土槽実験を実施する前に、有益な情報が得られる実験となるよう実験諸条件（埋設深さ、管路の口径・板厚、ジャッキ仕様、土槽強度確認等）を確認・設定するため数値解析を実施した。解析には、次年度に実施する実験結果の再現解析で用いるソリッド・シェル要素解析及びSPH－FEMハイブリッド解析を用いた。解析結果を踏まえ、平成28年度上期に実施する本実験の諸条件を設定した。
２．管路に作用する周方向土圧分布測定方法の検証：本研究の主目的は、上記で示した通り、土槽実験において、管路の周方向に作用する土圧を測定する事にある。そのため、確実に土圧測定を実施することができる計測方法の検討・検証を行う必要がある。土槽実験で使用する管路の外表面に面的に土圧を測定することが可能な圧力計測シートセンサーを貼付し、その管路に実験で用いる土砂を被せた状態から管路を引き上げて、管路外表面に作用する土圧の経時変化を捉えることが可能かを確認・検証した。
平成27年度は、平成28年度上期に実施する本実験に向けての重要な事前検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画では、土槽実験を平成27年度2～3月に実施する予定であった。しかし、土槽実験から有益な情報を確実に得るために必要な検討を十分行っておく必要が有る。その検討に平成27年度は当てた。土槽実験を平成28年6月に実施することが既に決まっており準備を進めている。そのため、全体研究スケジュールには、影響しないものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成28年度は、昨年度実施した実験諸条件設定を反映した実管路を水平方向に変位させる土槽実験を6月に実施することを計画している。また、実規模実験の再現解析として、①ソリッド・シェル要素を用いた解析、或いは、②ＳＰＨ粒子要素・ＦＥＭハイブリッド解析（予定）で行うことを考えている。
更に、必須ではないが、従来の埋設管路の解析手法である、管路をシェル要素、地盤をバネ要素でモデル化した解析手法の高度化を図るべく、地盤バネ特性に地盤の破壊・崩壊挙動を導入した非常に新規性が有る研究テーマにも、可能な範囲で検討を加えていきたいと考えている。
研究スケジュールとしては、実管土槽実験を平成28年度に実施することになったために、少しタイトになっているが、研究進捗管理および状況に応じた研究内容の適正化を図り、最低限要求されている研究成果を得られるように全体スケジュールを管理して行く。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は、当初の研究計画では、土槽実験を平成28年2～3月に実施する予定であったが、平成28年6月実施に実施時期変更を行ったためである。この土槽実験実施の時期変更は、土槽実験の諸条件の設定が実験の成否に影響するため、十分に検討を加えておきたかったからである。敢えて、実験時期を変更した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度に持ち越した費用については、当初から計画していた実管路を用いた土槽実験の費用および旅費に充当する。実験実施に向けて準備は順調に進んでいる。また、平成28年度の助成金についても、当初計画通り、実管土槽実験の再現解析を行うための解析ソフト・解析費用で使用する。また、可能であれば、研究成果の公表の場として平成29年1月にチリ・サンチェゴで開催される第16回世界地震工学会議での発表費用にも使用するため、研究助成金の費用対効果判断、コスト削減に努める。
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