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．

在压力管的弯曲部分，推力是根据内部水压和弯曲角度起作用的。推力导致管道中的相对位移与周围地面，从而导致关节分离。因此，在评估埋入管道的稳定性时，必须定量预测通过与周围土壤相互作用确定的管道运动量，但是没有建立的方法可以预测液化过程中管道运动量的数量，而当地面反应力显着减少时，这是考虑是否必要或不需要各种度量的重要问题。今年，我们使用新制造的实验土壤罐进行了铝模型管道的水平载荷实验。将水平位移应用于模型管，在通过向上渗透流量改变有效应力的地面上。负载控制和位移控制以两种方式使用。实验结果的比较表明，在不同的载荷控制方法中，水平位移量与有效应力的水平电阻之间的关系相似。通过水平载荷实验获得的位移抗性关系的双曲线近似表明，有效地面应力的减少会影响双曲线的初始梯度和最大的水平电阻。已经揭示了可以使用先前研究中提出的轴承力系数以及考虑到过量的孔隙水压的有效单位体积的轴承力系数来计算最大电阻，并考虑了埋在抑制关系的预测方程，并考虑了各种埋藏条件，例如埋葬深度和管道直径。此外，考虑孔隙水，使用单个元素方法（DEM）进行了数值模拟。通过将向上渗透流作为流体晶格之间的液压梯度，可以证实可以再现接触力（有效应力）的减少。基于地面颗粒的位移分布和响应有效压力的颗粒间接触力的分布，可以证实，接收侧的地面在很大程度上会随着管的位移而大大提高，并且接触力从管侧向下发展，并且知识有助于增强方法的开发，从而有效地确保了liquepation liquepation的增强方法。

项目成果

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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