| 研究課題/領域番号 |
21K05829
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
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| 研究機関 | 島根大学 |
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研究代表者 |
石井 将幸 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 教授 (50293965)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 更生菅 / 製管工法 / 付着面の剥離 / 剥離・接触解析 / 有限要素法 / 載荷試験 / 更生管 / 管路更生工法 / 接触解析 / 複合管設計 / 付着強度 / 境界面剥離 / パイプライン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
農業用水のパイプラインや水路トンネル，さらには上下水道やマンホールの長寿命化を実現する手法として，管路更生工法が広く使われている。その設計で最大の課題が既設管と更生部材の相互作用の評価であり，状態や材料に応じた３種類の単純化を行ったうえで設計計算が行われている。これらの単純化はいずれも不確定性を安全余裕で置き換えた設計であり，費用縮減という管路更生工法の長所を生かしきれない状況が続いている。本研究は接触解析を用いた高度な解析を行うことにより，各種単純化の妥当性を判断するとともに，適切な設計手法の提案を目的とする。
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| 研究実績の概要 |
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・接触解析の手法を作成した。加えて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に対して載荷試験を行った結果を分析し、既設管と更生部材の付着面で生じている現象について検討を行った。
続いて上記載荷試験の再現解析を行うあたり、コンクリートや裏込めモルタルの破壊後における応力の低下モデルを決定する必要があった。そして様々な条件の解析を行う際の基礎となる、全面において良好な付着がある場合の解析モデルを作成した。
しかし使用したプログラムの機能に不十分な点があり、付着面が剥離した状況において一部の材料が破壊されると、解析の収束が得られないという状況が発生した
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
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。2023年度の検討により、載荷試験結果の一部とは十分な整合性を得ることができた。これに基づいて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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| 今後の研究の推進方策 |
プログラムの機能に制約があり、大規模な剥離が起きた状況下での解析には限界があることが明らかになった。このプログラムの別の機能の併用や、他のプログラムに一部解析を移すことによって、解析の安定性を向上させる予定である。
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