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

地震激励下恒流输水埋地管道的行为

• 批准号: 17F17746
• 负责人: 向後 雄二
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-11-10 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17746/
• 关键词: パイプライン; 耐震性; 空気圧弁; 振動模型実験; 応答解析; 内水圧; レベル２地震動; 地震波; コンクリートブロック; 土との相互作用; レベル2地震動

本研究では，レベル2地震動時における埋設パイプラインの挙動において未解明な管内部の水圧挙動を対象に，模型振動実験とそれに基づく数値解析を通して，その挙動を明らかにすることを目指した。具体的には，埋設管の地震災害で多くの被害が生じている空気弁の地震時挙動を明らかにし，より耐震性の高いパイプラインシステムの構築を目指す。令和元年度は，昨年度までに実施したレベル２地震時の管内部の水圧挙動の問題，特に空気弁を有する管水路の地震時の水圧変動について，振動模型実験結果を整理し考察した。この振動模型実験は１ｇ場で実物大のモデルを用い，変位，間隙水圧，加速度等を測定し，地震時の埋設管と内部水圧の相互作用を検証した。具体的には，振動台に長さ8 m，内径200 mmの塩ビパイプとアクリル製の空気弁を組み合わせた模型を設置した。載荷加速度は50から980 gal，周波数は0.5から10Hzの波を用いた。また，模型をシミュレーションするため，ANSYS解析コードによる解析を実施した。空気圧弁内のキャビテーションとウォーターハンマー現象について詳細に検討し，その発生は動水圧だけでなく，静水圧の大きさに依存することがわかった。また，その発生箇所とメカニズムを同定し，パイプラインの今後の耐震性向上に寄与できる成果を得た。なお，得られた成果は論文として投稿中である。

这项研究旨在阐明管道中埋入管道的行为，该管道通过模型振动实验和基于IT的数值分析在2级地震运动期间埋葬管道的行为尚未理解。具体而言，我们旨在澄清空气阀的地震相关行为，这造成了埋藏的管道中的地震灾难的巨大损害，并建立具有更高地震抗性的管道系统。 2019年，我们组织并检查了振动模型实验的结果，该结果涉及到去年进行的2级地震期间管道内的水压行为的问题，尤其是地震期间气门阀的管道通道中水压的波动。使用在1 g场上的全尺寸模型进行此振动模型实验，并测量位移，孔隙水压，加速度等，并验证了地震期间埋入管道与内部水压之间的相互作用。具体而言，在摇桌上安装了一个模型，该模型结合了一个长度为8 m的PVC管，内径为200 mm和一个丙烯酸空气阀。加速加速度为50至980 GAL，频率为0.5至10 Hz。此外，为了模拟模型，使用ANSYS分析代码进行了分析。我们详细研究了气动瓣膜中的气穴和水锤现象，发现其发生不仅取决于动态水压，还取决于静水压力的大小。此外，确定了发生的位置和机制，并获得了可能有助于改善未来管道的地震阻力的结果。目前获得的结果正在作为论文提交。

项目成果

Study on natural frequencies of a real and small-scale model of a cylindrical tank

圆柱罐真实小比例模型固有频率研究

• 发表时间: 2019
• 作者: Petkova;S.;Kisliakov;D.;Kohgo;Y.
• 通讯作者: Y.