2015 Fiscal Year Research-status Report
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26420476
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
川口 貴之 北見工業大学, 工学部, 准教授 (20310964)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
所 哲也 苫小牧工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (40610457)
石川 達也 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60359479)
中村 大 北見工業大学, 工学部, 准教授 (90301978)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 凍結融解 / 道路 / 温度 / 土圧 / 増加応力 / 埋設管 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，寒冷地における埋設管の損傷リスクを明らかにするために，北見市内の車道と歩道に面的な埋設管周辺の温度分布，周辺地盤の凍結や車両荷重によって埋設管に作用する土圧などを計測するための各種センサーを設置し，埋設管周辺の地温分布，土圧の季節変化に伴う常時計測を続けてきた．また，同一車両が通過する際の土中増加応力の計測も定期的に行ってきた．本年度は特にこれらの温度分布，常時土圧，車両通過時の増加応力が地盤の凍結融解に伴って変化する要因について詳細に検討した．その結果，以下の知見が得られた．
１．埋設管周辺の温度は積雪や除雪，更には埋設管自体の温度の影響を受け，特に融解期には凍土と未凍土が混在する複雑な分布になっている可能性が高いことが明らかとなった．
２．埋設管周辺における常時の鉛直土圧は，地盤の凍結融解によって変化することが明らかとなった．また，調査地点による変動傾向の違いは舗装路を構成している地盤材料の凍上性の違いによって生じている可能性が示唆された．
３．同重量かつ一定速度の車両が通過した際の鉛直増加応力の最大値についても地盤の凍結融解によって変化し，厳冬期には小さく，融解期に突発的に大きくなる場合があることが明らかとなった．ただし，その大きさは全般的にBoussinesqの解に基づく計算値よりは全般的に小さく，融解期でも現時点までに大きく超えてはいない．また，この変化が凍結融解に伴う剛性変化によるものだと考え，多層弾性論による応力解析結果と比較したところ，融解期の突発的な上昇以外については良く表現できることが明らかとなった．また，この上昇についても，より詳細に凍結領域や弾性係数並びにその変化を把握することで表現できる可能性が示唆された．
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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
北見市内数カ所の車道と歩道に設置した機器による計測については，順調に進んでおり，本年度は比較的凍結指数も大きく，１０年確率に近い寒さであったことから，計測自体は極めて順調に進んでいると判断した．また，温度分布，常時土圧，車両通過時の増加応力が地盤の凍結融解に伴って変化する要因についても概ね明らかになったが，車両通過時の増加応力が融解期に突発的に大きくなる現象については，多層弾性論を用いて増加すること自体は再現できたものの，その変化量は実際よりも小さかった．これについては，凍上性が異なる層で構成されていることが関与していると考えられ，室内凍上・融解試験での再現も試みることで概ね明らかになったが，もう少し実験を重ねる必要があると考えて，(2)を選択した．
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度である本年度は，まず初めに上述した車両通過時の増加応力が融解期に突発的に大きくなる現象について，その要因は凍上性が異なる層で構成されていることだと考えられるため，室内凍上・融解試験を用いた再現実験を実施する．また，重機などによる振動の伝播についてはこれまで検討してこなかったので，これについても検討する．そして，これまでの成果をまとめ発表することを行う．
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| Causes of Carryover |
必要な物品について適正に使用していった結果，微額の残高が発生した
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度実施する重車両の走行費などに使用する
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