Behavior of a buried pipeline conveying water with a constant flow during seismic excitation

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17F17746
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 向後 雄二 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30414452)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): PETKOVA SILVIYA 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2017-11-10 – 2020-03-31
• Keywords: パイプライン / 耐震性 / コンクリートブロック / 振動模型実験 / 応答解析 / 土との相互作用 / 内水圧 / レベル2地震動

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，レベル2地震動時における埋設パイプラインの挙動を対象に，模型実験振動台実験とそれに基づく数値解析手法の開発を通して，オリジナリティの高い地震リスク評価・将来予測モデルの構築を目指す。また，積極的な成果発表と研究交流により，研究終了時には，地盤工学分野における日本とブルガリアの研究者ネットワークが強化され，災害研究に関する日本のプレゼンスが向上する。
平成29年度は，研究に必要な要素を収集した。今までの研究をより実践的にするために，その要素の検討を行った。要素としては，①問題の明確化，②解析手法の準備，③振動模型実験の可能性とその方法を具体化，である。①については，東日本大震災等の日本でのパイプラインの地震被害を文献調査し，地震時に曲管部で大きな被害があることがわかった。特に，地震による曲管部に作用するスラスト力に抵抗するコンクリートブロック部で被害が大きい。そのため，埋設パイプ，周辺の土の相互作用，および内水圧を取り入れた耐震問題に研究を集中することとした。②そのため，解析手法もこれらの作用を考慮できる方法とし，解析コードの検討を行った。その結果，Nonsolan とANSYS解析コードを基に研究開発を進めることとした。③は次年度行うレベル２地震動による振動模型実験の計画と下準備等を行った。振動模型実験は１ｇ場での実験を主体とすることとした。比較的大きなモデルを用い，変位，間隙水圧，加速度等を測定する。また，破壊状況を詳細に検討するために画像解析技術を駆使する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

次年度実行予定の振動模型実験の検討について若干時間を要したが，おおむね順調に推移している。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度は，重力場での埋設管の曲管部を模したレベル２地震動による振動模型実験を行う。管内部に水圧が作用した場合としない場合について検討する。また，曲管部の形状を変化した実験を行う。その結果をシミュレートした解析を実行し，地震時の曲管部の挙動を把握するとともに，その挙動メカニズムを明らかにするための検討を開始する。これらの成果をとりまとめ，公表に向けた準備を開始する。