| 研究概要 |
潮流力、波力及び地震力を受ける海中トンネルの振動特性について実験的,理論的及び数値解析的な研究を行った.本研究で得られた結果をまとめると次のようになる.
1.潮流力受ける場合:海中トンネルの動的応答の時刻歴によると流速の増加に伴い抗力が大きくなるのでトンネルの水平方向の動的変位が大きくなった.一方,鉛直方向の動的変位が渦などによる揚力及び流体-構造物の動的相互作用の影響を受けて大きく変化した.応答のスペクトル解析によって模型の固有振動数及び渦振動数の関係を調べた結果、渦の発生振動数が構造物の固有振動数に近つくと,いわゆるlock-in現象が起こって,応答の鉛直成分が急激に大きくなる傾向を示した.この現象が設計にも影響を及ぼすのでもっと詳しく調べる必要がある.
2.波力を受ける場合:海中トンネルの実験供試体に対して,波の波高および周波数を変化させて様々な波浪環境での実験を行って流体力の水平及び鉛直成分を計算し,質量係数と抗力係数を求めた結果,波力の増加に伴ってトンネルが受ける力も大きくなったが,水平力と鉛直力の変動が波高,波数等の分布から影響を受けて大きく異なった.質量係数は一般的にKC数に対してほぼ一定であったが,抗力係数はKC数の増加に伴って小さくなる傾向を示した.
3.地震力を受ける場合:地震力を受ける海中トンネルの動的応答特性を数値解析により検討した結果,係留方法やそのケーブルの特性により,トンネルの応答は大きな影響を受けることを明確にした.
平成7年度では,次の段階として海中トンネルと基礎-地盤との動的相互作用が応答に及ぼす影響,そして海中トンネルの信頼性解析について詳しく研究を行う予定である.
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