2012 Fiscal Year Annual Research Report
管路更生工法の力学挙動の解明ならびに耐震性を考慮した限界状態設計手法の確立と検証
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24248040
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
河端 俊典 神戸大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20335425)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 一哉 神戸大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (00362765)
内田 一徳 神戸大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (80111946)
毛利 栄征 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, その他部局等, その他 (90373224)
有吉 充 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, その他部局等, 研究員 (10414442)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 模型実験 / 耐震設計 / パイプライン / 維持管理 / 耐震性能 |
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| Research Abstract |
当研究課題は，下水道管路更生工法技術を，極めて複雑な構造を有する農業用水用パイプラインへの適用するために，未解明である管路更生工法の農業用水特有の力学条件下での埋設挙動やその耐震性能を，大規模な埋設実験や振動台実験ならびに数値解析から明らかにし，農業用水用パイプラインにおける管路更生工法の耐震性を考慮した設計手法を確立し，老朽パイプラインの長寿命化に資するものである．
今年度は，計画通り，１G場において，大型土槽を用いた，老朽管の更正工法の埋設挙動を把握するため，まず，既存の大型土槽の改造を行うとともに，老朽管の損傷レベルを変えた研究を推進するために．コンクリート老朽管と同様な比重を有する損傷レベルの異なる老朽管モデルパイプを製作した．埋設地盤には，現有の６・７混合珪砂を用い，地表面集中載荷ならびに偏心載荷実験を行った．更生管を模擬した模型管にはφ400の塩化ビニル管（VU）を使用した．供試管内面には，円周方向11.25°間隔に計32枚のひずみゲージを貼付した．さらに鉛直・水平・斜め45°方向に計４カ所変位計を設置した．損傷レベルを変えた模擬老朽管は，鋼板製で2，4，8分割とした．地表面直上載荷と，中心から300mm離れた偏心載荷を実施し，特に更生管内面ひずみ分布から判断した結果，いずれのケースにおいても，老朽管模型のエッジ部が更生管に接する点で，応力集中を起こすことが確認された．また，直上載荷の場合は，老朽管の損傷レベルが大きいほど，更生管が受ける影響は大きくなることがわかった．しかしながら，地表面偏心載荷条件では，逆に老朽管の損傷レベルが低いケースにおいて，更生管への影響が大きくなるケースがあることが明らかになった．
また，次年度実施予定の遠心力模型実験に使用する，遠心力砂撒き装置の開発を行い，現地での試運転まで完了した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初予定していた，1G場での大型埋設実験は，計画通り遂行することができた．しかしながら，結果を詳細に検討したところ，さらに損傷程度を変えた追加実験などを行う必要性があるため，次期推進予定の米国での遠心模型実験開始前に，追加実験遂行予定である．
また，次年度に計画している米国コロンビア大学で実施する予定の遠心力模型実験に必要な，遠心力場での地盤作製に不可欠な砂撒き装置の開発を先行して実施し，さらに現地の遠心載荷装置において，コリオリ力の問題回避策を検討し，次期，遠心力模型実験にスムーズに着手できるよう，事前検討まで完了した．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り，次年度は，米国コロンビア大学での遠心力模型実験に傾注する．そのため，まず最初に遠心力場で使用する損傷程度の異なる アルミ製老朽管模型を設計製作する．更生管模型は，塩化ビニル管（VU,VP）ならびにポリエチレン管の３種類を予定している．また，遠心力模型実験時に地表載荷を行うための，遠心力場でのエアーバック載荷システムの構築を先行して行う必要がある．
現地での遠心力模型実験遂行時以外の期間には，１G場での追加実験を遂行する予定である．なお，次年度後半には，次時年度の計画に向けて，管路軸方向動的問題の課題抽出を行っておく予定である．
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