農研機構
神戸大学
茨城大学
ポイント
農業用水のパイプラインで地震による被害の多い曲管及びT字管等の耐震性を向上させるため、埋戻し材1)の一部に「固結工法」を用いた技術を開発し、その効果を振動模型実験により検証しました。新しく管を埋設する際には、セメント等の材料を混合した固化処理土を適用し、既に地中に埋設されているパイプには、地表面から薬液等の注入を行うことで、地震時の埋戻し材の強度低下を防ぎ、継手部が抜け出しにくくなり、耐震性が向上します。
概要
農業用パイプラインは、大規模な地震の際に大きな被害を受けます。特に多い被害の内容は、曲管やT字管等のスラスト力2)が作用する箇所での継手部のパイプの抜け出しです。通常時にはスラスト力に対して、農業用パイプラインの周辺にある埋戻し材の土圧等によってパイプが保持されていますが、地震時にはこの埋戻し材が液状化して土圧が低下するため、パイプが動いて継手部の抜け出しが生じます。
そこで、農研機構は、神戸大学及び茨城大学と共同で、①セメント等の材料を埋戻し材である砂質土と混合させた固化処理土を用いる、あるいは②砂質土に地表面から薬液等のグラウト材3)を注入することで、曲管やT字管等のスラスト力が作用する箇所の耐震性を向上させる工法(以下、固結工法)を開発しました。振動模型実験を行って、その効果を確認しました。スラスト力が作用する方向の埋戻し材にこの工法を適用し、地震時の埋戻し材の強度低下を防止することで、パイプの変位が抑制され、継手部が抜け出しにくくなります。新しく管を埋設する際には、①を適用します。一方、既に埋設されているパイプには、②を適用することで同様の効果が得られます。
本工法は、全国に埋設されている農業用パイプラインを効率的に耐震化する際に活用が期待されます。なお、埋戻し材の周辺の地盤そのものが地震時に液状化したり強度低下したりする場合には、本工法は適用できません。
関連情報
予算 : JSPS科研費17H01495
特許 : 特開2021-181706
神戸大学大学院農学研究科 准教授澤田 豊
茨城大学農学部 特任教授毛利 栄征