2022 Fiscal Year Research-status Report
接触解析を用いた管路更生工法の設計手法高度化に関する研究
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21K05829
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
石井 将幸 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 准教授 (50293965)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 更生管 / 製管工法 / 付着面の剥離 / 剥離・接触解析 / 有限要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
付着面の剥離とその後の接触を考慮可能なFEM解析パッケージを用いて、付着面が剥離した後の更生管の挙動を再現できる剥離・接触解析を作成した。この解析モデルを用いて完全一体化の条件と付着が全くない条件の解析を行ったところ、更生管全体の剛性に大きな差異が生じた。一体化した構造は厚く曲げ剛性の大きいはりとして曲げに耐え、付着のない構造は曲げ剛性の劣る二重ばりとなることがその理由として考えられた。続いて付着試験で得られた法線方向とせん断方向の付着強度に基づき、両者を同一の割合で低下させた条件に基づく更生管の挙動を解析した。その結果、付着強度の大小によって、破壊まで全体の一体化が保たれる場合、剥離は生じるものの部分的に留まる場合、付着面全体が剥離する場合、の3つが起こり得ることがわかった。
既設管と内管の間にフィルムを挟み、境界面の一部または全部の付着がない更生管の供試体を作成し、載荷試験を行った結果を入手した。付着の全くない供試体では全体が付着した供試体と比べて剛性と破壊荷重の両方が低下し、剥離・接触解析と合致する結果が得られた。しかしこの載荷試験の再現解析を行ったところ、付着のある条件では解析の安定性が不十分であった。鉄筋量の多い既設管に対する解析の精度と安定性を向上させることが必要である。
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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
開発した解析手法により、付着強度の変化に応じて更生管の挙動が変化する様子が明らかになった。載荷試験結果との整合性はまだ十分ではないが、解析の安定性向上を実現するための方針も定まっており、全体として順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
解析の安定性を向上させるために、三次元要素と二次元要素の併用に関する検討を進めている。これと載荷試験結果の詳細な分析を合わせることによって、解析精度の向上と検証、また安定した解析の実現を目指す。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルスの影響を考慮し、学会への参加をオンラインとしたため旅費の支出が当初予定より減少した。状況が変わりつつあることから、開催地入りしての学会参加を行うことにより、使用を予定している。
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