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本研究は、模型実験及び数値解析によって、地盤の液状化発生から終了までの過程における、パイプラインの非線形挙動を明らかにすることを目的とする。とくにパイプラインの耐震設計に必要な地盤剛性や継手剛性などの重要なパラメータ評価の基礎資料を蓄積し、それに基づく合理的な耐震設計用モデルを開発しようとするものである。本年度は、平成7年度に実施した、液状化時の地盤変状特性及び地盤剛性に関する実験結果を踏まえて、継手を含めたパイプラインの液状化過程における非線形挙動について数値解析より検討した。
まずパイプラインの埋設される地盤を2次元FEMでモデル化し、有効応力解析に基づく強震時の地盤液状化に関する解析プログラムならびに2次元FEMによる液状化時の地盤永久変位に関する解析プログラムを用いて、側方流動に関するパラメータ解析を実施した。次に、これらの結果より得られる有効応力に対する地盤ばね定数の特性に基づいて、パイプラインを弾性床上のはりとして、液状化時の側方流動を受けるパイプラインの応答解析を実施し、強震時の地盤液状化がパイプラインへ与える影響及び耐震設計の重要なパラメータについて検討した。ここでは、地盤変状として代表的な側方流動の最大値を基盤の傾斜及び地盤剛性のパラメータに対して整理するとともに、パイプラインの軸方向及び軸直角方向の応答解析結果についてもこれら側方流動変位との関係について整理した。さらに、液状化を防止するための地盤改良工法および側方流動防止工法についてもそのシミュレーション解析結果により、それら工法の側方流動抑制効果及びパイプラインの応答抑制に及ぼす効果について検討した。以上のような検討により、特に液状化時の地盤変状に重点を置いてパイプラインの耐震設計用モデルの構築を試みた。
しかしながら、設計用モデルを構築するには実測資料との対応などまだ十分ではなく、この点は今後の課題といえる。
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