ダイラタント流体を用いた落橋防止システム用緩衝材の適用可能性の検討

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K18886
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分22:土木工学およびその関連分野
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 梶田 幸秀 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10403940)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2020-03-31
• キーワード: ダイラタント流体 / 水溶き片栗粉 / 重錘自由落下実験 / 天然ゴム / 衝撃力緩衝効果

研究成果の概要

ダイラタント流体として水溶き片栗粉に対する重錘自由落下実験を行い衝撃力緩衝効果を確認した。比較対象として，橋梁分野でよく用いられている天然ゴムを用いた。ダイラタント流体は，衝突物体を流体中で制止させることができれば，天然ゴムよりも優れた衝撃力緩衝効果を示すが，本実験の範囲内では，実橋梁に設置するためには少なくとも天然ゴムのサイズより３倍以上のサイズのダイラタント流体を設置しないといけないことがわかった。
数値解析においては，OpenFoamを用い，非圧縮性流体である水に水を落とした場合の容器底面の荷重については再現でき，水面形状も妥当な結果を得られた。

自由記述の分野

地震工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

ダイラタント流体は天然ゴムよりも安価であり，容器を工夫すれば任意の形状で設置できる。このダイラタント流体の衝撃力緩衝効果を定量的に把握することができれば，社会基盤施設の衝撃力緩衝材として活用できるのではないかと考えた。現時点では，実規模橋梁に対して用いるためには，天然ゴムの３倍以上のサイズが必要であることがわかった。そのため実橋梁に用いるためには，他の装置との併用などの対策も必要と考えられるが，橋桁よりももう少し重量が軽い構造物に対しては，十分な有用性があると考えているため，今後も引き続き検討していきたい。