農業用圧力管路屈曲部の力学挙動の解明と老朽水路の長寿命化への展開

农用压力管道弯曲部分力学行为的阐明和延长老化水道寿命的开发

基本信息

批准号：
15J02416
负责人：
小野耕平
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J02416/
关键词：
パイプライン液状化スラスト力耐震設計個別要素法耐震

项目摘要

圧力管路の屈曲部においては，内水圧と屈曲角度に応じてスラスト力が作用する．スラスト力は，管路に周辺地盤との相対変位を発生させ，継手の離脱を引き起こす原因となる．それゆえ，埋設管路の安定性を評価する上では，周辺地盤との相互作用により決定される管路の移動量を定量的に予測することが必須であるものの，地盤反力が著しく低下する液状化時における管路の移動量を予測する手法は確立されておらず，各種対策の要否を検討する上で重要な課題である．今年度は，新規に製作した実験土槽を用いて，アルミ製模型管の水平載荷実験を実施した．上向き浸透流により有効応力を変化させた地盤内で，荷重制御と変位制御の二通りの手法で模型管に水平変位を与えた．実験結果の比較から，有効応力に応じた水平変位量と水平抵抗力の関係は，異なる載荷の制御方法で同様であることが示された．水平載荷実験により得られた変位－抵抗力関係について双曲線近似を施した結果，地盤有効応力の低下は，双曲線の初期勾配ならびに最大水平抵抗力に影響を及ぼすことが明らかとなった．最大抵抗力は，既往研究で提案されている支持力係数と，過剰間隙水圧を考慮した有効単位体積重量を用いて算定できることが明らかとなり，埋設深や管径等の各種埋設条件を考慮した変位－抵抗力関係の予測式を構築した．さらに，模型実験に対して，間隙水を考慮した個別要素法（DEM）による数値シミュレーションを実施した．上向き浸透流を流体格子間の水圧勾配で表現することにより，地盤粒子間接触力（有効応力）の低下を再現可能であることが確認された．有効応力に応じた地盤粒子の変位分布および粒子間接触力の分布状況から，管の変位に伴い受働側地盤が大きく隆起すること，接触力が管側から下方に向かって発達すること等が確認され，液状化時において，水平抵抗力を効果的に確保する補強工法の開発に寄与する知見が得られた．

在压力管的弯曲处，根据内部水压和弯曲角度产生推力。推力使管道与周围地面产生相对位移，导致接头分离。因此，为了评估埋地管道的稳定性，必须定量预测管道的移动量，该移动量是由与周围地面的相互作用决定的，但地面反作用力的显着降低尚未确定。预测液化过程中管道移动量的方法，在考虑各种对策的必要性时这是一个重要问题。今年，我们利用新制作的实验土罐对铝模型管进行了水平加载实验。在向上渗流改变有效应力的地面中，采用载荷控制和位移控制两种方法对模型管施加水平位移。实验结果的比较表明，对于不同的加载控制方法，水平位移和水平阻力与有效应力之间的关系相似。对水平加载实验获得的位移-阻力关系应用双曲线近似的结果表明，有效地应力的减小会影响双曲线的初始斜率和最大水平阻力。显然，最大阻力可以通过前期研究提出的承载力系数和考虑超孔隙水压力的有效单位体积重量以及考虑埋深等各种埋藏条件的位移来计算。和管道直径。 - 构建了阻力关系的预测公式。此外，模型实验采用考虑孔隙水的离散元法（DEM）进行数值模拟。已证实，可以通过将向上渗流表示为流体网格之间的水压梯度来再现土壤颗粒之间的接触力（有效应力）的减小。从有效应力引起的地面颗粒位移分布和颗粒间接触力分布可以看出，被动侧地面随着管道的位移而显着上升，接触力从管道向下发展结果，我们获得了有助于开发有效确保液化过程中水平阻力的加固方法的知识。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

液状化地盤における埋設管の水平載荷実験に関するPIV解析

液化地埋管水平加载试验PIV分析

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
小川伸一郎;松田洋和; 谷口幸雄;渡邊敏夫;田淵一郎;杉本喜憲;祝前博明;小野耕平，横田木綿，澤田豊，河端俊典
通讯作者：
小野耕平，横田木綿，澤田豊，河端俊典

Lateral Loading Test for Buried Pipe under Different Hydraulic Gradient

不同水力梯度下埋地管道横向加载试验

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kohei Ono;Yu Yokota;Yutaka Sawada;Toshinori Kawabata
通讯作者：
Toshinori Kawabata

Shaking Table Test for Axial Behavior of Buried Inner Rehabilitated Pipes Affected by Aging Pipes in Liquefied Ground

液化地层中管道老化影响埋地内修复管道轴向性能振动台试验

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. Izumi;K. Ono;S. Takahara;Y. Sawada;M. Ariyoshi;Y. Mohri and T. Kawabata
通讯作者：
Y. Mohri and T. Kawabata

液状化地盤のせん断抵抗力に与えるジオグリッドの補強効果に関する埋設管の水平載荷実験

埋管水平荷载试验检验土工格栅对液化地基抗剪性能的加筋效果

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
ジオシンセティックス論文集
影响因子：
0
作者：
Ogawa S.;Matsuda H.;Taniguchi T.;Watanabe T.;Sugimoto Y.;Iwaisaki H.;小野耕平，横田木綿，澤田豊，河端俊典
通讯作者：
小野耕平，横田木綿，澤田豊，河端俊典

ジオグリッドを用いた補強地盤における埋設管の水平抵抗力と液状化程度の関係

土工格栅加筋地基埋管水平阻力与液化程度的关系