トンネル内外の爆風被害を低減化する爆風吸収トラップの開発と活用

开发和利用爆炸吸收陷阱以减少隧道内外的爆炸损害

• 批准号: 21K04574
• 负责人: 保前 友高
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Technology, Toyama College
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04574/
• 关键词: 爆薬; 爆風; トンネル内爆発; 爆風吸収トラップ; トンネル形状; 被害低減; 小スケール実験; 数値解析; 爆風被害低減

１．研究の目的：地下通路やトンネル内で爆薬等が爆発した際に発生する爆風は，衝撃波としてトンネル内部を伝播する。爆風による被害を低減化するため，トンネル壁面に障害物を設けたり，壁面の材料を工夫したりする技術や低減化のメカニズムは研究されてきているが，トンネルの利便性やメンテナンス性への考慮は，十分とは言えず，実用化されているものは少ない。そこで，本研究では，申請者のこれまでの爆風低減化の成果に基づき，トンネルの使い勝手に影響を与えない爆風吸収トラップを提案する。トンネル経路のクランク部にトラップを設ける。100 mg程度の爆薬を使用する独自のテーブルトップ室内爆発実験法により，トンネル内外の爆風挙動を評価する。独自の数値解析手法と組み合わせて爆風エネルギーの吸収メカニズムを解明し，爆風吸収トラップを最適化する。本研究の成果により，トンネル内の爆発事故やテロ攻撃等による被害を低減化できることが期待される。２．本年度の成果：①爆風吸収トラップに関するテーブルトップ実験：今年度は，予備的な実験を行った。トンネル経路のクランク部にトラップを設置した場合としなかった場合のトンネル内の圧力履歴を比較した。トラップを設置すると，トンネル出口に到達する爆風のピーク過圧は，設置しない場合の半分程度になることを示した。また，トラップ部にポリエステル不織布などの緩衝材を設置した場合，トラップで反射した爆風のピーク過圧を低減化できることを確認した。これらのデータから，今後の研究で検討すべきパラメータの洗い出しを行った。さらに，トンネル内の温度変化を計測する準備を行った。②独自開発の数値解析コード：今年度は，上記の予備実験に対応した計算を実施し，トラップ設置の有無に応じた爆風挙動の相違点を確認した。また，トラップ部でのエネルギー吸収に関する計算手法の検討を行った。

1.研究目的：炸药在地下通道或隧道中引爆时产生的爆炸波在隧道内以冲击波的形式传播。为了减少冲击波造成的损害，人们对隧道壁设置障碍物、设计墙体材料等技术和减轻机制进行了研究，但仍然需要考虑隧道的便利性和可维护性。据说已经足够了，但真正投入实际使用的却很少。因此，在本研究中，我们根据申请人过去的爆炸缓解结果，提出了一种不影响隧道可用性的爆炸吸收陷阱。在隧道路线的曲柄部分安装了疏水阀。采用独特的桌面室内爆炸测试方法，使用约 100 毫克炸药，评估隧道内外的爆炸行为。结合独特的数值分析方法，阐明爆炸能量的吸收机理并优化爆炸吸收陷阱。这项研究成果有望减少隧道爆炸、恐怖袭击等造成的损害。 2.今年取得的成果：①爆炸吸收陷阱桌面实验：今年我们进行了初步实验。我们比较了在隧道路线的曲柄部分安装疏水阀和未安装疏水阀时隧道内的压力历史。结果表明，安装疏水阀后，到达隧道出口的冲击波峰值超压约为未安装疏水阀时的一半。此外，还证实，如果在捕集器中安装聚酯无纺布等缓冲材料，则可以降低捕集器反射的冲击波的峰值超压。从这些数据中，我们确定了未来研究中应考虑的参数。此外，还准备测量隧道内的温度变化。 (2) 独特开发的数值分析代码：本财年，我们进行了与上述初步实验相对应的计算，并确认了根据是否安装陷阱而导致的爆炸行为的差异。我们还研究了陷阱部分能量吸收的计算方法。

项目成果

地中式／地下式火薬庫通路部に設けた爆風トラップによる爆風圧低減化

使用安装在地下/地下火药储存通道中的爆炸陷阱降低爆炸压力

• 发表时间: 2023
• 作者: 保前 友高，杉山 勇太，丹波 高裕，松村 知治，若林 邦彦