超高速列車走行に伴う軌道地盤系の振動発生・伝播に関する研究

• 研究課題/領域番号: 13650522
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造工学・地震工学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 竹宮 宏和 岡山大学, 環境理工学部, 教授 (10026156)
• 研究分担者: 芦谷 公稔 (財)鉄道総合研究所, 技術開発事業本部・環境防災技術開発推進部, 主任技師(研究職) ; 鈴木 茂之 岡山大学, 理学部, 助教授 (00183418) ; ASHIYA Kiminori Japan Railway Research Institute, Environmental Disaster prevention Div. Senior Engineer
• 研究期間 (年度): 2001 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円); 2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2001年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
• キーワード: 高速列車走行 / 振動の発生メカニズム / 軌道-地盤系 / 地盤内誘発振動 / 振動数-波数スペクトル / 振動予測 / コンピュータ・シミュレーション / 地盤振動 / 地盤振動 振動数-波数スペクトル

研究概要

本研究は,超高速列車走行による軌道構造物の安全性検討,列車-軌道構造物-地盤の動的相互作用系を対象に沿線環境振動を評価するため波動論,FEM, FEM-BEM解析から行い,信頼ある有効な振動予測法を与えることを目的としたものである.例題解析として,スウェーデン国鉄の拘束列車x-2000に関して,実測との比較で示した.
本研究の軌道-地盤モデルは,枕木配置から発生する振動数を考慮でき,計測データの良好な予測ができた.70km/hの列車速度では,同振動数は速度/枕木間隔の比の整数倍で予測される.この影響は速度応答に現われる.しかし,200km/hの速度となると動的な波動が発生して,枕木間隔による高振動数は無視できる程小さくなる.以上の振動発生・伝播現象を解明するためのコンピュータ・シミュレーション法の開発と,それによるパラメータ解析から当該波動場を事例研究において究明した.
列車からの振動伝播を制御する工法で,軌道直下に地盤改良工法を石灰岩杭で採用したケースを評価した.これは波動遮断工法(WIB)として有効であり,高速時の応答性状を低速時の様相に変えることができた.

研究成果

• [文献書誌] 竹宮宏和, 児嶋基成: "高速列車走行に伴う軌道-地盤系の振動予測シミュレーション"土木学会構造工学論文集. Vol.48A. 411-417 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Takemiya, H., Shimabuku: "Application of soil-cement columns for better seismic design of bridge piles and mitigation of nearby ground vibration due to traffic"土木学会構造工学論文集. Vol.48A. 437-444 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 竹宮宏和, 前河隆太, 児島基成: "高速列車下の軌道-地盤系の2.5D FEMによる振動評価と制振法の検討"土木学会論文集. 710/I-60. 247-255 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hirokazu Takemiya: "Controlling of track-ground vibration due to high-speed train by WIB"Structural Dynamics, EURODYN2002. Proc.No.1. 497-502 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 竹宮宏和, 橋本光則, 白神敦秀: "道路交通振動対策WIBコラムの実施例"土と基礎,地盤工学会. 50(9). 19-21 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 竹宮宏和: "杭基礎-地盤系に対する減振工法-ハニカムWIBのコンピュータシミュレーションからの検証"土木学会全国大会年次学術講演会講演概要集. 58. (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hirokazu Takemiya: "HIGH-SPEED TRAIN INDUCED GROUND VIBRATIONS MEASUREMENT, THEORETICAL PREDICTIONAND MITIGATION, C"Thomas Telford, U.K.. 347-393 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hirokazu Takemiya, Ryuta Maekawa and Motonari Kojima: "2.5D FEM application for predicting track-ground vibration due to high-speed train and mitigation by WIB procedure"Proc. Japan Society of Civil Engineers. No.710 /I-60. 247-255 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hirokazu Takemiya and Bian Xuecheng: Journal of Structural Engineering, Japan Society of Civil Engineers. Vol.49A. 309-316 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hirokazu Takemiya, Mitsunori Hashimoto and Atsuhide Shiraga: "Construction of wave impeding barrier (WIB column) for mitigation of traffic induced ground vibration"Soil and Foundation, Japanese Geotechnical Society. 50(9,. 19-21 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hirokazu Takemiya: "Controlling of track -ground vibration due high-speed train by WIB"Eurodyn2002, European Association for Structural Dynamics. Munich. 497-502 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] HirokazuTakemiya and Motonari Kojima: "Simulation for vibration prediction for high-speed train track and ground system"Journal of Structural Engineering, Japan Society of Civil Engineers. Vol.48A. 411-417 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Takemiya, H. and Shimabuku, J.: "Application of soil-cement columns for better seismic design of bridge piles and mitigation of nearby ground vibration due to traffic"Journal of Structural Engineering. Vol.48A. 437-444 (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Jorge Shimabuku and Hirokazu Takemiya: "Inelastic seismic response of bridge pier : Effects of superstructure characteristic and soil layering Structural Eng./Earthquake Eng."Proc. Japan Society of Civil Engineers. Vol.19, No.1. 11s-20s (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Takemiya, H.: "Simulation of track-ground vibrations due to high-speed train : The case of x-2000 at Lesdsgard"Journal of Sound and Vibration, Academic Press, 261(3). 503-526
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] 竹宮宏和, 児嶋基成: "高速列車走行に伴う軌道-地盤系の振動予測シミュレーション"土木学会構造工学論文集. Vol.48A. 411-417 (2002)
• [文献書誌] Takeiniya, H., Shimabuku: "Application of soil-cement columns for better better seismic design of bridge piles and mitigation of nearby ground vibration due to traffic"土木学会構造工学論文集. Vol.48A. 437-444 (2002)
• [文献書誌] 竹宮宏和, 前河隆太, 児島基成: "高速列車下の軌道-地盤系の2.5D FEMによる振動評価と制振法の検討"土木学会論文集. 247-255 (2002)
• [文献書誌] Hirokazu Takemiya: "Controlling of track-ground vibration due to high-speed train by WIB"Structural Dynamics, EURODYN2002. Proc.No.1. 497-502 (2002)
• [文献書誌] Hirokazu Takemiya: "Simulation of track-ground vibrations due to high-speed trains"Journal of Sound and Vibration. 261(3). 503-526 (2003)
• [文献書誌] Hirokazu Takemiya, Bian Xuechneg: "Vibration Simulation of a rail-sleeper-ballast on layered-ground under train loads"Journal of Structural Engineering, JSCE. 49A. 309-316 (2003)
• [文献書誌] Hirokazu Takemiya: "Noise and vibration from High-speed Trains Chapter 15 HIGH-SPEED TRAIN INDUCED GROUND VIBRATIONS MEASUREMENT, THEORETICAL PREDICTIONAND MITIGATION, Chapter 15"Thomas Telford, U.K.. 347-393 (2002)
• [文献書誌] 島袋深井ホルヘ, 竹宮宏和: "Inelastic seismic response of bridge pier : Effects of superstructure characteristic and soil layering"土木学会論文集. Vo.19, No.1. 11s-20s (2002)
• [文献書誌] 竹宮宏和, 児嶋基成: "高速列車走行に伴う軌道-地盤系の振動予測シミュレーション"土木学会構造工学論文集. Vol.48A. 7 (2002)
• [文献書誌] Takeiniya, H., Shimabuku: "Application of soil-cement columns for better seismic design of bridge piles and mitigation of nearby ground vibration due to traffic"土木学会構造工学論文集,2002年3月. Vol.48A. 7 (2002)
• [文献書誌] 竹宮宏和, 前河隆太, 児島基成: "高速列車下の軌道-地盤系の2.5D FEMによる振動評価と制振法の検討"土木学会論文集. (2002)
• [文献書誌] Hirokazu Takemiya: "Simulation of track-ground vibrations due to high-speed trains"Proc.of the 8 International Congress on Sound and Vibration. 2875-2882 (2002)
• [文献書誌] Hirokazu Takemiya: "Noise and vibration from High-speed Trains Chapter 15 HIGH-SPEED TRAIN INDUCED GROUND VIBRATIONS MEASUREMENT, THEORETICAL PREDICTIONAND MITIGATION, Chapter 15"Thomas Telford, U.K.. 347-393 (2002)