老朽下水道管の復旧に関わる地盤工学的諸問題に関する研究

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15360257
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 東田 淳 大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90128744)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉村 洋 阿南工業高等専門学校, 建設システム工学科, 助教授 (20342561)
• Keywords: 下水道管 / 埋戻し土 / 弾性定数 / 経時変化 / 輪荷重繰返し載荷 / 乾湿繰返し / たわみ率 / たわみ性管

Research Abstract

輪荷重繰り返し載荷用K0圧縮試験装置に詰めた砂質土供試体に対して低サイクル疲労試験機により輪荷重相当の軸荷重を30万回程度繰り返し載荷する実験を実施した。実験条件として、砂質土の種類を細粒分含有率の異なる3種類に変え、それぞれ密度を2通り、土被り高を3通りに変化させ、各要因の違いによって剛性がどのように変化するかを捉えた。その結果、砂質土の変形係数は、細粒分含有率が小、土被り高が小、密度が大の場合ほど、大きくなること、ならびに繰返し回数の増大に伴う変形係数の増加の割合は、土被り高が小さくて載荷重が大きくなるほど大きいことが分かった。
さらに、新たに製作した乾湿繰返し用K0圧縮試験装置を用いて、重力場で砂質土供試体に1000回程度の水位変動を与え、乾湿繰返しによる剛性変化を捉えた。実験条件として、砂質土の細粒分含有率と密度、および土被り高を変化させた。実験結果によれば、砂質土の剛性は1回目の水位上昇に伴う飽和によって低下するものの、その後の乾湿繰返しによる低下量は無視できる程度に小さいことが分かった。
以上の実験によって定量化した輪荷重繰り返しと乾湿繰返しによる土の剛性変化、ならびにプラスチック管のリラクゼーションによる剛性低下を組み合わせた場合、埋設管の変形がどう変化するかをFEMによって解析した。その結果、埋設管のたわみ率が50年経過後に許容値の5%を大きく超える場合があるので、注意が必要であることが確かめられた。