2010 Fiscal Year Annual Research Report
「環境変化順応型」冷却ガスパイプライン技術の開発～複合材料利用による新しい可能性
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20360196
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
蟹江 俊仁 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (10332470)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三上 隆 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (00002303)
岩花 剛 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究院, 特任助教 (70431327)
佐藤 太裕 北海道大学, 大学院・工学研究院, 助教 (00344482)
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| Keywords | 凍土 / 活動層 / モニタリング / 凍着強度 / 弾性係数 / 温度依存性 / 複合材料 / パイプインパイプ |
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| Research Abstract |
A.凍土地帯における環境影響評価:【環境変化想定フェーズのまとめ】
引き続き永久凍土帯での活動層における土壌水分状態に関するデータを収集するとともに、永久凍土地帯の分布状況について検討を行った。新規パイプラインの計画が進められているアラスカやシベリアの中でも、東シベリアの連続永久凍土帯では、1.2m深までの土壌水分貯留量変化幅が大きくなっていることが観測され、設計上考慮すべき環境変化条件についての知見が得られた。
B.凍着特性による密着性・気密性評価:【密着性・気密性評価フェーズの続き】
構造物と凍土との密着性には、構造側のぬれ性によるところが大きいことがわかったため、ぬれ性と凍土の物性の関係を引き続き調査し、密着性評価のためのせん断試験を実施した。その結果、凍着強度とぬれ性との間に、材料ごとに異なる線形関係が求められ、設計解析への反映が可能となった。
C.複合材料構造の変形挙動評価:【新材料・新構造適用フェーズ】【長期挙動評価フェーズ】
二重管の内部に充填する可塑性材料に水を含ませ凍結させた場合、曲げに対する強度の増進効果は予想を超えて大きかったため、実験装置の性能を上げて追加実験を行った。その結果、充填材料への水分補給により高い靭性が発揮され、解析においてもその挙動傾向を追うことができた。ただし、凍結した状態でのクリープ変形といった長期挙動については、評価モデルの検討までに留まった。
D.強度管理と自己修復性評価:【実証実験フェーズ】
上記の研究成果を受けて、室内実験用の試作モデルを作成し、短期・長期的な変形挙動を確認するとともに、融解させた後に再度凍結させるなどの人工的制御を加え、曲げ剛性の「自己修復性」についての実証実験を行った。再凍結による回復効果が確認され、本方法の実用性が確認できた。
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