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2015 年度 実施状況報告書

高経年化インフラ社会における先進的パイプライン耐震アセスメント解析手法の構築

研究課題

研究課題/領域番号 15K12489
研究機関名古屋大学

研究代表者

北野 哲司  名古屋大学, 減災連携研究センター, 寄附研究部門教授 (90644849)

研究分担者 野中 俊宏  名古屋大学, 減災連携研究センター, 寄附研究部門助教 (40644852)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード埋設管路 / SPH法 / 土槽実験 / 面的な土圧計測 / 鋼管 / ライフライン / ソリッド・シェル解析 / 耐震設計
研究実績の概要

本研究の主目的は、現在の埋設管の解析技術に適した埋設管用地盤モデルの構築である。そのために、管路を土槽に埋設し、管路を水平方向に引張り、管路表面に作用する管周方向の土圧を直接かつ正確に測定し、従来の地盤モデルを刷新することである。平成27年度の研究実績は、以下の通りである。
1.土槽実験諸条件の設定解析:本研究において、実管路を埋設した土槽実験の位置付けは大きい。そのため、土槽実験を実施する前に、有益な情報が得られる実験となるよう実験諸条件(埋設深さ、管路の口径・板厚、ジャッキ仕様、土槽強度確認等)を確認・設定するため数値解析を実施した。解析には、次年度に実施する実験結果の再現解析で用いるソリッド・シェル要素解析及びSPH-FEMハイブリッド解析を用いた。解析結果を踏まえ、平成28年度上期に実施する本実験の諸条件を設定した。
2.管路に作用する周方向土圧分布測定方法の検証:本研究の主目的は、上記で示した通り、土槽実験において、管路の周方向に作用する土圧を測定する事にある。そのため、確実に土圧測定を実施することができる計測方法の検討・検証を行う必要がある。土槽実験で使用する管路の外表面に面的に土圧を測定することが可能な圧力計測シートセンサーを貼付し、その管路に実験で用いる土砂を被せた状態から管路を引き上げて、管路外表面に作用する土圧の経時変化を捉えることが可能かを確認・検証した。
平成27年度は、平成28年度上期に実施する本実験に向けての重要な事前検討を行った。

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

当初の研究計画では、土槽実験を平成27年度2~3月に実施する予定であった。しかし、土槽実験から有益な情報を確実に得るために必要な検討を十分行っておく必要が有る。その検討に平成27年度は当てた。土槽実験を平成28年6月に実施することが既に決まっており準備を進めている。そのため、全体研究スケジュールには、影響しないものと考えている。

今後の研究の推進方策

平成28年度は、昨年度実施した実験諸条件設定を反映した実管路を水平方向に変位させる土槽実験を6月に実施することを計画している。また、実規模実験の再現解析として、①ソリッド・シェル要素を用いた解析、或いは、②SPH粒子要素・FEMハイブリッド解析(予定)で行うことを考えている。
更に、必須ではないが、従来の埋設管路の解析手法である、管路をシェル要素、地盤をバネ要素でモデル化した解析手法の高度化を図るべく、地盤バネ特性に地盤の破壊・崩壊挙動を導入した非常に新規性が有る研究テーマにも、可能な範囲で検討を加えていきたいと考えている。
研究スケジュールとしては、実管土槽実験を平成28年度に実施することになったために、少しタイトになっているが、研究進捗管理および状況に応じた研究内容の適正化を図り、最低限要求されている研究成果を得られるように全体スケジュールを管理して行く。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用額が生じた理由は、当初の研究計画では、土槽実験を平成28年2~3月に実施する予定であったが、平成28年6月実施に実施時期変更を行ったためである。この土槽実験実施の時期変更は、土槽実験の諸条件の設定が実験の成否に影響するため、十分に検討を加えておきたかったからである。敢えて、実験時期を変更した。

次年度使用額の使用計画

平成28年度に持ち越した費用については、当初から計画していた実管路を用いた土槽実験の費用および旅費に充当する。実験実施に向けて準備は順調に進んでいる。また、平成28年度の助成金についても、当初計画通り、実管土槽実験の再現解析を行うための解析ソフト・解析費用で使用する。また、可能であれば、研究成果の公表の場として平成29年1月にチリ・サンチェゴで開催される第16回世界地震工学会議での発表費用にも使用するため、研究助成金の費用対効果判断、コスト削減に努める。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 3件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] ソリッド要素を用いた埋設パイプラインの変形解析手法の検討2015

    • 著者名/発表者名
      北野哲司、野中俊宏、藤田周亮、小倉均
    • 雑誌名

      平成27年度土木学会全国大会第70回年次学術講演会概要集

      巻: 1 ページ: Ⅲ-081

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 自然災害での被害・構造物の挙動を理解し、パイプラインの建設に活かす2016

    • 著者名/発表者名
      北野哲司
    • 学会等名
      東邦ガステクノ㈱ 防災講演会
    • 発表場所
      邦和セミナープラザ(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2016-01-29 – 2016-01-29
    • 招待講演
  • [学会発表] ライフライン防災~備えと対応~2015

    • 著者名/発表者名
      北野哲司
    • 学会等名
      (公社)愛知建築士会 女性委員会 防災セミナー2015
    • 発表場所
      名古屋商工会議所ビル9階(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2015-10-16 – 2015-10-16
    • 招待講演
  • [学会発表] ソリッド要素を用いた埋設パイプラインの変形解析手法の検討2015

    • 著者名/発表者名
      北野哲司、野中俊宏、藤田周亮、小倉均
    • 学会等名
      平成27年度土木学会全国大会第70回年次学術講演会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [学会発表] 災害とライフライン ~ 私たちが次の世代に残すべきもの2015

    • 著者名/発表者名
      北野哲司
    • 学会等名
      BENTLEY CONNECTION EVENT 2015 (TOKYO)
    • 発表場所
      椿山荘アンフィシアター(東京都・文京区)
    • 年月日
      2015-07-17 – 2015-07-17
    • 招待講演
  • [図書] ライフライン地盤防災寄附研究部門 平成27年度調査研究・活動報告書(ISSN 2189-4671、国会図書館納本予定)2016

    • 著者名/発表者名
      北野哲司、田代喬、野中俊宏
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      名古屋大学 減災連携研究センター ライフライン地盤防災寄附研究部門
  • [図書] 会報誌ARCHITECT:「埋設配管の変形特性の理解と建築物導入部」2015

    • 著者名/発表者名
      北野哲司
    • 総ページ数
      24(P17)
    • 出版者
      日本建築家協会東海支部
  • [備考] 名古屋大学 減災連携研究センター ライフライン地盤防災寄附研究部門

    • URL

      http://www.gensai.nagoya-u.ac.jp/

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公開日: 2017-01-06  

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