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自然ハザード事象に対する送電施設の耐災害性評価と災害後の健全性判定基準の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K06457
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 構造工学・地震工学・維持管理工学
研究機関東北大学

研究代表者

山川 優樹  東北大学, 工学研究科, 准教授 (80324010)

研究分担者 池田 清宏  東北大学, 工学研究科, 教授 (50168126)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード送電鉄塔 / 耐荷力 / 基礎の支持力 / 耐災害性 / 健全性判定 / 修繕シミュレーション / 地震防災 / 耐災害性評価 / 健全性判定基準 / 自然ハザード事象
研究成果の概要

本研究では,自然ハザード事象における過大荷重作用下での送電鉄塔の損傷機構と耐荷力保持程度の解明を試みた.とくに地震や強風による被害を検討対象として,強風時の塔体作用風圧や電線張力増大を想定した外力作用下での送電鉄塔の損傷進展挙動を解析するとともに,地盤変状等に起因する基礎不同変位による耐荷力低下挙動を調べた.その結果に基づき,損傷程度と耐荷力保持程度との関連性について検討した.さらに,部材交換などの修繕を模擬したシミュレーション手法を構築し,この手法を用いて修繕による健全性回復程度の定量評価を行った.これにより,損傷形態に応じた効率的な修繕方法の策定が可能となった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,基礎不同変位や過大荷重の作用下での鉄塔の損傷機構と耐荷力保持程度の解明を試みた.また,損傷を受けた鉄塔の修繕シミュレーション手法を開発し,それを用いて修繕効果の定量評価を行った.この研究成果は,送電施設の耐災害性を向上させるとともに,保守管理・点検業務の技術水準の高度化を推進し,災害後の迅速復旧による電力供給の早期回復を実現するための基盤技術の確立に資するものである.また,損傷後の修繕要否を判断するための健全性判定指針および修繕後の回復性能を定量保証した修繕指針の策定を行うための基礎的知見として意義がある.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Diffuse bifurcations engraving diverse shear bands in granular materials2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yamakawa, Kiyohiro Ikeda, Isao Saiki, Jacques Desrues, Reiko J. Tanaka
    • 雑誌名

      International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics

      巻: 42(1) 号: 1 ページ: 3-33

    • DOI

      10.1002/nag.2711

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of foundation displacement on strength degradation and Mmember damage of electric transmission tower2018

    • 著者名/発表者名
      Youcen Fan, Hiroki Mizoe, Masayoshi Masuda, Yuki Yamakawa, Kiyohiro Ikeda
    • 雑誌名

      Japan-China Workshop on Analysis and Optimization of Large-scale Structures

      巻: - ページ: 14-17

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bearing capacity analysis of transmission tower foundation on slope crest2018

    • 著者名/発表者名
      Jiahua Luo, Hiroki Mizoe, Masayoshi Masuda, Yuki Yamakawa, Kiyohiro Ikeda
    • 雑誌名

      Japan-China Workshop on Analysis and Optimization of Large-scale Structures

      巻: - ページ: 18-22

    • NAID

      120006654180

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 弾性予測子/リターンマッピングによる拡張下負荷面モデルの応力計算における負荷判定法の改良2017

    • 著者名/発表者名
      井口 拓哉、福田 達也、山川 優樹、池田 清宏、橋口 公一
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 73 号: 2 ページ: I_363-I_375

    • DOI

      10.2208/jscejam.73.I_363

    • NAID

      130006329816

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 変形勾配テンソルの乗算分解と超弾性構成則に基づく有限変形拡張下負荷面モデルの定式化とリターンマッピング法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      井口拓哉, 山川優樹, 橋口公一, 池田清宏
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 83 号: 848 ページ: 17-00008-17-00008

    • DOI

      10.1299/transjsme.17-00008

    • NAID

      130005612199

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 微小変形理論と超弾性構成則に基づく拡張下負荷面モデルの再定式化とリターンマッピング法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      井口拓哉, 山川優樹, 池田清宏
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 82 号: 841 ページ: 16-00197-16-00197

    • DOI

      10.1299/transjsme.16-00197

    • NAID

      130005267065

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 地震や台風により損傷を受けた送電鉄塔の部材変形の定量化と修繕による性能回復の評価2019

    • 著者名/発表者名
      樊柚岑, 立崎理久, 山川優樹, 池田清宏
    • 学会等名
      平成30年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 送電鉄塔の強風や基礎不同変位による部材損傷と終局耐力低下挙動の評価2019

    • 著者名/発表者名
      立崎理久, 池田清宏, 山川優樹, 樊柚岑
    • 学会等名
      平成30年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 斜面近傍に位置する逆T字型送電鉄塔基礎の圧縮支持力解析2018

    • 著者名/発表者名
      羅家カ, 溝江弘樹, 増田雅芳, 山川優樹, 池田清宏
    • 学会等名
      平成29年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 斜面近傍に位置する逆T字型送電鉄塔基礎の圧縮支持力解析2018

    • 著者名/発表者名
      羅家か, 溝江弘樹, 増田雅芳, 山川優樹, 池田清宏
    • 学会等名
      平成29年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] リターンマッピングによる拡張下負荷面モデルの応力計算における負荷判定法の改良2017

    • 著者名/発表者名
      福田達也, 井口拓哉, 山川優樹, 池田清宏
    • 学会等名
      平成28年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      東北工業大学(仙台市)
    • 年月日
      2017-03-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 変形勾配テンソルの乗算分解に基づく有限変形拡張下負荷面モデルの定式化と数値実装2017

    • 著者名/発表者名
      井口拓哉, 山川優樹, 池田清宏
    • 学会等名
      平成28年度土木学会東北支部技術研究発表会
    • 発表場所
      東北工業大学(仙台市)
    • 年月日
      2017-03-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 微小変形理論と超弾性構成則に基づく拡張下負荷面モデルの再定式化とリターンマッピング法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      井口拓哉, 山川優樹, 池田清宏
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2016 材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      神戸大学(神戸市)
    • 年月日
      2016-10-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 東北大学 大学院工学研究科 土木工学専攻 数理システム設計学研究室

    • URL

      http://msd.civil.tohoku.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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