JP2017026007A - Active fault countermeasure piping and design method for active fault countermeasure piping - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、活断層対策配管及び活断層対策配管の設計方法に関する。 The present invention relates to an active fault countermeasure piping and an active fault countermeasure piping design method.
近年、日本国内や海外において様々な地震が発生している。その対策として、例えば非特許文献１では、水道用鋼管（配管）の活断層に対する耐震対策（以下では、活断層に対する対策を施した配管を活断層対策配管と称する）が検討され、以下の内容が開示されている。 In recent years, various earthquakes have occurred in Japan and overseas. As a countermeasure, for example, Non-Patent Document 1 examines an earthquake resistance measure against an active fault of a steel pipe (pipe) for water supply (hereinafter, a pipe with a measure against an active fault is referred to as an active fault countermeasure pipe). Is disclosed.
逆断層を横過して布設された鋼管路に断層変位を与えると、活断層の断層面の前後で座屈を生じる。実管の初期不整はすべての管で異なるため、座屈発生位置やその後の変形を予測することは困難である。そこで、非特許文献１では、管が変形しやすい形状を初期変形として管における座屈を生じる部分に与え、この部分に変形を集中させている。
具体的には、座屈を生じる部分に、管における他の部分よりも外径を大きくした波形の山部（断層対策部）を設けた。波幅については、Ｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏの座屈半波長の理論から求めた波長の数倍を設定した。波高さについては、管厚の数倍程度を設定した。
When a fault displacement is applied to a steel pipe laid across a reverse fault, buckling occurs before and after the fault plane of the active fault. Since the initial imperfection of the actual pipe is different for all pipes, it is difficult to predict the buckling occurrence position and subsequent deformation. Therefore, in Non-Patent Document 1, a shape in which the tube is easily deformed is given as an initial deformation to a portion where buckling occurs in the tube, and the deformation is concentrated on this portion.
Specifically, a corrugated mountain portion (fault countermeasure portion) having an outer diameter larger than that of other portions of the pipe was provided in the portion where buckling occurred. The wave width was set to several times the wavelength obtained from the Timoshenko's buckling half-wave theory. The wave height was set to several times the tube thickness.
このように構成した活断層対策配管の曲げ性能をＦＥＭ解析により行った。解析結果では、山部にのみ変形が集中し、１．４４ｍの断層変位量では、山部の変形は許容曲げ角度である１２°以内であった。これにより、鋼管が塑性変形しても亀裂の発生を回避し、送水の継続が可能な断面が確保できることが分かったとされている。 The bending performance of the active fault countermeasure pipe constructed as described above was performed by FEM analysis. As a result of the analysis, the deformation concentrated only on the mountain part, and the deformation of the mountain part was within the allowable bending angle of 12 ° at the fault displacement amount of 1.44 m. Thus, it has been found that even if the steel pipe is plastically deformed, the occurrence of cracks can be avoided and a cross section capable of continuing water supply can be secured.
以上のように、非特許文献１では、鋼管が座屈を生じる断層面を挟んだ２カ所の位置に山部を設けることで活断層対策配管を座屈させない、という発想で設計が行われている。
しかしながら、非特許文献１の活断層対策配管では、断層面を挟んで両側に山部を設ける必要があった。このため、活断層対策配管の構造が複雑になり、設計が困難になるという問題がある。
As described above, in Non-Patent Document 1, the design is performed based on the idea that the active fault countermeasure piping is not buckled by providing mountain portions at two positions sandwiching the fault surface where the steel pipe buckles. Yes.
However, in the active fault countermeasure piping of Non-Patent Document 1, it is necessary to provide peaks on both sides of the fault plane. For this reason, there is a problem that the structure of the active fault countermeasure piping becomes complicated and the design becomes difficult.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、構造を簡単にして容易に設計できるようにした活断層対策配管、及び活断層対策配管の設計方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an active fault countermeasure piping and a method for designing an active fault countermeasure piping that can be easily designed with a simple structure. And
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の活断層対策配管は、活断層を有する地盤中に埋設された直線状の配管と、前記配管の一部が曲がっていることで構成され、前記活断層の静止層内に設けられることなく前記活断層の移動層内に設けられて、前記活断層が地殻運動時に移動したときに前記配管内に収容された収容物が前記配管から漏えいしないように、前記移動層内に設けられた前記配管に作用する軸力、及び前記静止層内に設けられた前記配管に作用する前記軸力を吸収する断層対策部と、を備えることを特徴としている。
また、本発明の活断層対策配管の設計方法は、活断層を有する地盤中に埋設されるとともに直線状に延びる配管において、前記活断層が地殻運動時に移動したときに前記配管内に収容された収容物が前記配管から漏えいしないように設計する活断層対策配管の設計方法であって、前記配管の一部が曲がっていることで構成され、前記配管に作用する軸力を吸収する断層対策部を、前記活断層の静止層内に設けることなく前記活断層の移動層内に設けることを決め、前記断層対策部により前記移動層内に設けられた前記配管に作用する前記軸力、及び前記静止層内に設けられた前記配管に作用する前記軸力を吸収することを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The active fault countermeasure pipe according to the present invention is configured by a straight pipe embedded in the ground having an active fault and a part of the pipe bent, and is provided in a stationary layer of the active fault. Provided in the moving layer of the active fault without being leaked from the pipe when the active fault moves during crustal movement. And a fault countermeasure unit that absorbs the axial force acting on the pipe and the axial force acting on the pipe provided in the stationary layer.
Moreover, the design method of the active fault countermeasure piping according to the present invention is a pipe that is embedded in the ground having an active fault and extends linearly, and is accommodated in the pipe when the active fault moves during crustal movement. An active fault countermeasure piping design method designed to prevent the contents from leaking from the pipe, wherein the fault countermeasure section absorbs an axial force acting on the pipe, which is configured by bending a part of the pipe. Is not provided in the stationary layer of the active fault, but is provided in the moving layer of the active fault, the axial force acting on the pipe provided in the moving layer by the fault countermeasure unit, and The axial force acting on the pipe provided in the stationary layer is absorbed.
この発明によれば、断層対策部が移動層内に設けられていることで、配管に軸力が入力される移動層側で軸力を吸収することができる。断層対策部を静止層内に設けることなく移動層内に設けることだけで、移動層内に設けられた配管だけでなく静止層内に設けられた配管に作用する軸力が吸収され、収容物が配管から漏えいしなくなる。
なお、断層対策部を移動層内に設けることなく静止層内に設けると、配管に軸力が入力される移動層側で軸力は吸収されにくい。
According to this invention, since the fault countermeasure part is provided in the moving layer, the axial force can be absorbed on the moving layer side where the axial force is input to the pipe. By providing the fault countermeasure part in the moving layer without providing it in the stationary layer, the axial force acting on the piping provided in the stationary layer as well as the piping provided in the moving layer is absorbed, and the contents Will not leak from the piping.
If the fault countermeasure part is provided in the stationary layer without being provided in the moving layer, the axial force is hardly absorbed on the moving layer side where the axial force is input to the pipe.
また、上記の活断層対策配管において、前記断層対策部は、直管と曲管とを組み合わせて構成されてもよい。
また、上記の活断層対策配管において、前記曲管は、直線状の被加工管を高周波誘導加熱法により加熱して曲げることで構成されてもよい。
In the active fault countermeasure piping described above, the fault countermeasure section may be configured by combining a straight pipe and a curved pipe.
In the above active fault countermeasure piping, the bent pipe may be configured by heating and bending a straight pipe to be processed by a high frequency induction heating method.
本発明において、請求項１に記載の活断層対策配管、及び請求項４に記載の活断層対策配管の設計方法によれば、活断層対策配管の構造が簡単になり、活断層対策配管が容易に設計できるようになる。
請求項２に記載の活断層対策配管の設計方法によれば、直管及び曲管という２種類の基本形状配管を用意するだけで、様々な形状の断層対策部を容易に構成することができる。
請求項３に記載の活断層対策配管の設計方法によれば、型枠を用いることなく容易に曲管を構成することができる。高周波誘導加熱法が可能な公知の簡単な設備で、被加工管から曲管を容易に形成することができる。
According to the present invention, according to the active fault countermeasure piping according to claim 1 and the active fault countermeasure piping design method according to claim 4, the structure of the active fault countermeasure piping is simplified and the active fault countermeasure piping is easy. To be able to design.
According to the method for designing an active fault countermeasure pipe according to claim 2, various types of fault countermeasure sections can be easily configured simply by preparing two types of basic shape pipes, a straight pipe and a curved pipe. .
According to the design method of the active fault countermeasure piping according to the third aspect, the curved pipe can be easily configured without using a formwork. A curved pipe can be easily formed from a pipe to be processed with a known simple facility capable of high-frequency induction heating.
以下、本発明に係る活断層対策配管の一実施形態を、図１から図１３を参照しながら説明する。
まず、地盤が有する活断層、及び配管について説明する。
図１に示すように、本実施形態では、地盤１００が有する活断層１１０は、活断層１１０の地殻運動時に移動しない静止層（ＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ）１１１、及び地殻運動時に移動する移動層（ＭＯＶＩＮＧ）１１２を有する逆断層である。なお、図１は、配管１０の中心軸線Ｃ１を含み鉛直方向に平行な基準面による断面図である。
地殻運動時には、静止層１１１は移動しないが、移動層１１２は静止層１１１と移動層１１２との境界となる断層面１１３に沿って静止層１１１に乗り上げるように位置Ｐ１まで移動する。このときの、移動層１１２が鉛直方向に移動した距離が、活断層１１０が変位した断層変位量Ｌ１である。地盤１００の地表面１０１と断層面１１３とがなす角度が、断層傾斜角θである。
配管１０の材質は、鉄鋼等である。配管１０は、地表面１０１に沿って地盤１００中に埋設されている。
Hereinafter, an embodiment of the active fault countermeasure piping according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 13.
First, the active fault and piping which a ground has are demonstrated.
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the active fault 110 included in the ground 100 includes a stationary layer (STATIONIONARY) 111 that does not move during the crustal movement of the active fault 110 and a moving layer (MOVING) 112 that moves during the crustal movement. It has a reverse fault. Incidentally, FIG. 1 is a cross-sectional view taken along parallel reference plane in the vertical direction including the center axis C 1 of the pipe 10.
During the crustal movement, the stationary layer 111 does not move, but the moving layer 112 moves to the position P 1 so as to ride on the stationary layer 111 along the tomographic plane 113 that is the boundary between the stationary layer 111 and the moving layer 112. At this time, the distance the mobile layer 112 is moved in the vertical direction, a fault displacement amount L 1 of active fault 110 is displaced. The angle formed by the ground surface 101 of the ground 100 and the fault plane 113 is the fault inclination angle θ.
The material of the pipe 10 is steel or the like. The pipe 10 is embedded in the ground 100 along the ground surface 101.
図２に示すように、配管１０は一般的に道路１２０に沿って埋設されている。道路１２０は、車道１２１と、車道１２１を幅方向に挟むように配置された一対の歩道１２２とを有している。この例では、配管１０は車道１２１の下方に埋設されている。 As shown in FIG. 2, the pipe 10 is generally embedded along the road 120. The road 120 has a roadway 121 and a pair of sidewalks 122 arranged so as to sandwich the roadway 121 in the width direction. In this example, the pipe 10 is embedded below the roadway 121.
図１及び２に示すように、本実施形態の活断層対策配管１はパイプラインであり、地盤１００中に埋設された直線状の配管１０と、配管１０の一部が曲がっていることで構成された断層対策部２０とを備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the active fault countermeasure piping 1 of the present embodiment is a pipeline, and is configured by a straight piping 10 embedded in the ground 100 and a part of the piping 10 being bent. The fault countermeasure unit 20 is provided.
図３に示すように、断層対策部２０は、曲管２１〜２４と、直管２５〜２７とを有して、下方に向かって凸となるように湾曲した形状に形成されている。曲管２１〜２４は、曲管２１、２２、２３、２４を略記したものであり、直管２５〜２７は直管２５、２６、２７を略記したものである。以下でも曲管及び直管について、同様に略記する。曲管２１〜２４の中心軸線は円弧状であり、直管２５〜２７の中心軸線は直線状である。これらの曲管２１〜２４及び直管２５〜２７は、基本的な形状の配管であり、基本形状配管と称する。 As shown in FIG. 3, the fault countermeasure unit 20 has curved pipes 21 to 24 and straight pipes 25 to 27 and is formed in a curved shape so as to protrude downward. The curved pipes 21 to 24 are abbreviations of the curved pipes 21, 22, 23, and 24, and the straight pipes 25 to 27 are abbreviations of the straight pipes 25, 26, and 27. Hereinafter, the curved pipe and the straight pipe will be abbreviated in the same manner. The central axes of the curved pipes 21 to 24 are arcuate, and the central axes of the straight pipes 25 to 27 are linear. The curved pipes 21 to 24 and the straight pipes 25 to 27 are pipes having a basic shape and are referred to as basic shape pipes.
曲管２１〜２４及び直管２５〜２７の材質は、配管１０の材質と同一である。直管２５〜２７の外径、及び曲管２１〜２４の外径は、配管１０の外径にほぼ等しい。曲管２１〜２４の中心角α１は、互いに等しく、例えば４５°である。曲管２１〜２４の中心軸線の曲率半径は、例えば配管１０の外径の３倍、５倍等の値である。
直管２６は、配管１０において断層対策部２０に隣接する隣接部分１１、１２に沿って延びている。
ここで、断層対策部２０の大きさＬ２を、隣接部分１１の中心軸線Ｃ１と直管２６の中心軸線Ｃ２との距離と規定する。
The materials of the bent pipes 21 to 24 and the straight pipes 25 to 27 are the same as the material of the pipe 10. The outer diameter of the straight pipes 25 to 27 and the outer diameter of the curved pipes 21 to 24 are substantially equal to the outer diameter of the pipe 10. Central angle alpha 1 of the bent tube 21 to 24 are equal to each other, for example, 45 °. The curvature radius of the central axis of the curved pipes 21 to 24 is, for example, a value that is three times or five times the outer diameter of the pipe 10.
The straight pipe 26 extends along the adjacent portions 11 and 12 adjacent to the fault countermeasure unit 20 in the pipe 10.
Here, the size L 2 of the fault countermeasure section 20 defines the distance between the center axis C 2 of the central axis line C 1 and the straight pipe 26 of the adjacent portions 11.
曲管２１〜２４の両端部には、配管１０の隣接部分１１、１２及び直管２５〜２７に接続させるための、配管１０の外径程度の長さの図示しない接続部が設けられている。
直管２５、２７の長さは、配管１０の外径以上である。直管２６の長さは、配管１０の外径にほぼ等しい。
直管２５、２７の長さを調節することで、断層対策部２０の大きさＬ２を調節することができる。
At both ends of the bent pipes 21 to 24, connection parts (not shown) having a length of the outer diameter of the pipe 10 for connecting to the adjacent portions 11 and 12 of the pipe 10 and the straight pipes 25 to 27 are provided. .
The lengths of the straight pipes 25 and 27 are not less than the outer diameter of the pipe 10. The length of the straight pipe 26 is substantially equal to the outer diameter of the pipe 10.
By adjusting the length of the straight pipe 25 and 27, it is possible to adjust the size L 2 of the fault countermeasure 20.
曲管２１〜２４は、図示しない直線状の被加工管を高周波誘導加熱法により加熱して曲げることで構成されている。被加工管は、例えば配管１０を中心軸線に沿う方向に所定の長さに切断したものである。高周波誘導加熱法は、交流電源に接続されたコイルの中に被加工管を挿入すると、被加工管が誘導加熱により発熱し加熱される原理を利用した加熱法である。高周波誘導加熱法を用いるには、公知の高周波誘導加熱装置を適宜選択して用いることができる。
高周波誘導加熱法で加熱されて高温になった被加工管を、所望の形状に曲げる。高温になった被加工管の形状を維持したまま被加工管を常温まで冷却すると、曲管が構成される。
The curved pipes 21 to 24 are configured by heating and bending a straight pipe to be processed (not shown) by a high frequency induction heating method. For example, the pipe to be processed is obtained by cutting the pipe 10 into a predetermined length in a direction along the central axis. The high frequency induction heating method is a heating method that uses the principle that when a tube to be processed is inserted into a coil connected to an AC power source, the tube to be processed generates heat by induction heating and is heated. In order to use the high frequency induction heating method, a known high frequency induction heating apparatus can be appropriately selected and used.
The tube to be processed that has been heated by the high frequency induction heating method to a high temperature is bent into a desired shape. When the processed pipe is cooled to room temperature while maintaining the shape of the processed pipe that has reached a high temperature, a curved pipe is formed.
なお、前述の非特許文献１の鋼管に山部を形成するには、型枠等に山部を取付け、鋼管内から外方に向かって油圧等により圧力をかけて鋼管を変形させる必要がある。鋼管を外方に向かって変形させることで、鋼管に山部が形成される。 In addition, in order to form a peak part in the steel pipe of the above-mentioned nonpatent literature 1, it is necessary to attach a peak part to a formwork etc., and to deform a steel pipe by applying pressure with hydraulic pressure etc. from the inside of a steel pipe to the outside. . A ridge is formed in the steel pipe by deforming the steel pipe outward.
地盤１００中に断層対策部２０を埋設するには、地盤１００に穴を掘って断層対策部２０をその穴内に配置した後で穴を埋める。曲管の曲率半径が小さい方が、断層対策部２０を配置するための穴の内径をより小さくすることができる。曲管の曲率半径が小さい方が、断層対策部２０の配置作業が容易になる。
一方で、曲管の曲率半径が小さくなるにしたがって断層対策部２０が変形したときの応力集中係数が大きくなる。そこで、配置作業を容易にしつつ応力集中係数を小さく（１に近く）するために、曲管の中心軸線の曲率半径を配管１０の外径の３倍以上に設定している。
In order to embed the fault countermeasure unit 20 in the ground 100, a hole is dug in the ground 100 and the fault countermeasure unit 20 is disposed in the hole, and then the hole is filled. The smaller the radius of curvature of the curved pipe, the smaller the inner diameter of the hole for disposing the fault countermeasure unit 20. The arrangement | positioning operation | work of the fault countermeasure part 20 becomes easy, the one where the curvature radius of a curved pipe is small.
On the other hand, as the radius of curvature of the curved pipe decreases, the stress concentration coefficient when the fault countermeasure unit 20 is deformed increases. Therefore, the radius of curvature of the central axis of the curved pipe is set to be three times or more the outer diameter of the pipe 10 in order to make the stress concentration coefficient small (close to 1) while facilitating the placement work.
配管１０の隣接部分１１、直管２５は、曲管２１の両端に設けられた接続部に突き合わせた状態で突き合わせ溶接等により固定されている。
同様に、直管２５、２６は、曲管２２に突き合わせ溶接等により固定されている。直管２６、２７は、曲管２３に突き合わせ溶接等により固定されている。配管１０の隣接部分１２、直管２７は、曲管２４に突き合わせ溶接等により固定されている。すなわち、断層対策部２０は、曲管２１〜２４と直管２５〜２７とを組み合わせて構成されている。
断層対策部２０は、断層対策部２０に対する中心軸線Ｃ１に沿う方向の一方側の隣接部分１１の中心軸線Ｃ１と、中心軸線Ｃ１に沿う方向の他方側の隣接部分１２の中心軸線Ｃ１とが一致するように、配管１０に設けられている。すなわち、断層対策部２０を中心軸線Ｃ１に沿う方向に挟んだ両側の隣接部分１１、１２は、同一直線上に配置されている。
なお、断層対策部２０を隣接部分１１の中心軸線と隣接部分１２の中心軸線とがずれるように構成してもよい。
The adjacent portion 11 and the straight pipe 25 of the pipe 10 are fixed by butt welding or the like in a state of being butted against connecting portions provided at both ends of the bent pipe 21.
Similarly, the straight pipes 25 and 26 are fixed to the curved pipe 22 by butt welding or the like. The straight pipes 26 and 27 are fixed to the curved pipe 23 by butt welding or the like. The adjacent portion 12 of the pipe 10 and the straight pipe 27 are fixed to the curved pipe 24 by butt welding or the like. That is, the fault countermeasure unit 20 is configured by combining the curved pipes 21 to 24 and the straight pipes 25 to 27.
Fault protection unit 20 includes a central axis C 1 of the one side of the adjacent portion 11 in a direction along the central axis C 1 for fault countermeasure section 20, the central axis of the direction of the other side of the adjacent portion 12 along the central axis C 1 C 1 is provided in the pipe 10 so that 1 matches. That is, both sides of the adjacent portions 11 and 12 sandwiched in the direction along the central axis C 1 of the fault countermeasure section 20 is arranged on the same straight line.
Note that the fault countermeasure unit 20 may be configured such that the central axis of the adjacent portion 11 is shifted from the central axis of the adjacent portion 12.
断層対策部２０は、基準面Ｔ１に対して対称となるように形成されている。図１に示す断層面１１３と配管１０の中心軸線Ｃ１との交点Ｐ３と、断層対策部２０の基準面Ｔ１と、の地表面１０１に沿った距離が、断層面１１３と断層対策部２０との距離Ｌ４になる。
断層対策部２０は、配管１０が曲管２１〜２４で曲げられることで構成されている。以下では、図３に示すタイプの断層対策部２０の形状をＵタイプと称する。
Fault protection portion 20 is formed to be symmetrical with respect to the reference plane T 1. The distance along the ground surface 101 between the intersection point P 3 between the tomographic plane 113 and the center axis C 1 of the pipe 10 and the reference plane T 1 of the fault countermeasure unit 20 shown in FIG. It becomes the distance L 4 between 20.
The fault countermeasure unit 20 is configured by bending the pipe 10 with curved pipes 21 to 24. Below, the shape of the fault countermeasure part 20 of the type shown in FIG. 3 is called U type.
図１に示すように断層対策部２０は、配管１０のうち静止層１１１内に配置された部分に設けられることなく移動層１１２内に配置された部分に設けられている。
活断層対策配管１内には、例えば高圧のガス、油、水等の収容物が収容され、流れている。
断層対策部２０は、後述するように、活断層１１０が地殻運動時に移動したときに配管１０内に収容された収容物が配管１０及び断層対策部２０から漏えいしないように構成されている。
As shown in FIG. 1, the fault countermeasure unit 20 is provided in a portion arranged in the moving layer 112 without being provided in a portion arranged in the stationary layer 111 of the pipe 10.
In the active fault countermeasure pipe 1, for example, a high-pressure gas, oil, water or the like is accommodated and flowing.
As will be described later, the fault countermeasure unit 20 is configured so that the contents accommodated in the pipe 10 do not leak from the pipe 10 and the fault countermeasure unit 20 when the active fault 110 moves during crustal movement.
次に、以上のように構成された活断層対策配管１を、活断層１１０が地殻運動時に移動したときに収容物が配管１０から漏えいしないように設計する活断層対策配管１の設計方法（以下、単に設計方法とも称する）について説明する。図４は、本実施形態の設計方法を示すフローチャートである。
まず、情報取得工程（図４に示すステップＳ１）において、活断層１１０に関する設計入力情報である断層面１１３に対する配管１０及び断層対策部２０の位置、断層変位量Ｌ１、及び断層傾斜角θ、配管１０の設計圧力、材質、口径（外径）、厚さ等のデータを取得する。この例では、活断層１１０の断層変位量Ｌ１は２．３２ｍであり、断層傾斜角θは４５°である。
設計入力情報を取得したら、情報取得工程Ｓ１を終了し、ステップＳ３に移行する。
Next, the active fault countermeasure piping 1 configured as described above is designed so that the contents do not leak from the piping 10 when the active fault 110 moves during crustal movement (hereinafter referred to as the active fault countermeasure piping 1). , Simply referred to as a design method). FIG. 4 is a flowchart showing the design method of this embodiment.
First, in the information acquisition step (step S1 shown in FIG. 4), the position of the pipe 10 and the fault countermeasure unit 20 with respect to the fault plane 113, which is design input information regarding the active fault 110, the fault displacement L 1 , and the fault inclination angle θ, Data such as the design pressure, material, diameter (outer diameter), and thickness of the pipe 10 is acquired. In this example, fault displacement amount L 1 of the active fault 110 is 2.32M, the fault angle of inclination θ is 45 °.
If design input information is acquired, information acquisition process S1 will be complete | finished and it will transfer to step S3.
次に、配置工程（ステップＳ３）において、断層対策部２０を、活断層１１０の静止層１１１内に設けることなく移動層１１２内に設けることを決める。断層対策部２０をＵタイプに決めたうえで、シミュレーションを行い、所定の値に決めた断層対策部２０の大きさＬ２に対して、活断層１１０が地殻運動時に移動したときに配管１０及び断層対策部２０から収容物が漏えいするか否かを検討する。以下では、このシミュレーションについて具体的に説明する。 Next, in the arrangement step (step S3), it is determined that the fault countermeasure unit 20 is provided in the moving layer 112 without being provided in the stationary layer 111 of the active fault 110. After determining the fault countermeasure unit 20 to be U type, a simulation is performed, and when the active fault 110 moves during crustal movement with respect to the size L 2 of the fault countermeasure unit 20 determined to a predetermined value, the pipe 10 and It is examined whether the contents leak from the fault countermeasure unit 20. Below, this simulation is demonstrated concretely.
図５に、シミュレーションを行う際に用いる活断層対策配管の解析モデルの全体図を示す。活断層対策配管の中心軸線において断層面に交差する部分の座標をｘ軸上でｘ＝０ｍとする。活断層対策配管はｘ軸に沿って延びるとし、ｘ＝−５００ｍからｘ＝５００ｍまでの範囲をモデル化した。活断層対策配管の解析モデルにおいて、断層対策部をモデル化した部分を含む長さ１００ｍの範囲をシェル要素で構成し、それ以外の部分をはり要素で構成した。
活断層対策配管の中心軸線を含み鉛直方向に平行な基準面に対して、活断層対策配管は面対称の形状となる。このため、解析モデルをこの基準面に対する片側のみ形成する１／２モデルとした。
FIG. 5 shows an overall view of an analysis model of the active fault countermeasure piping used for the simulation. The coordinate of the portion intersecting the fault plane on the central axis of the active fault countermeasure pipe is set to x = 0 m on the x axis. The active fault countermeasure pipe extends along the x-axis, and the range from x = −500 m to x = 500 m is modeled. In the analysis model of active fault countermeasure piping, a range of 100 m in length including the part where the fault countermeasure part was modeled was constituted by shell elements, and the other part was constituted by beam elements.
The active fault countermeasure pipe has a plane-symmetric shape with respect to a reference plane including the central axis of the active fault countermeasure pipe and parallel to the vertical direction. Therefore, the analysis model is a 1/2 model that forms only one side with respect to this reference plane.
地殻運動時に活断層対策配管が地表面よりも上方に抜け出すことを考慮し、活断層対策配管が土被りを越える長さ上方に変位した場合には、全ての方向の地盤拘束力が無くなるとした。
配管の外径を０．５０８ｍ、厚さを１１．９ｍｍ、配管の埋設深さ（土被り）を１．５ｍとした。配管の弾性係数を２．０６×１０５ＭＰａ（メガパスカル）、引張強さ（σｔ）を５２０ＭＰａ、耐力（σｙ）を４１５ＭＰａとした。
配管の中心軸線に沿う方向において、降伏変位を０．２５ｃｍ、限界せん断応力を１．２５Ｎ／ｃｍ２（ニュートン・パー・平方センチメートル）、地盤バネ係数を５．０Ｎ／ｃｍ３とした。配管の径方向において、降伏変位を２．４２ｃｍ、最大地盤拘束力を２７．８０Ｎ／ｃｍ２、地盤バネ係数を１１．４８Ｎ／ｃｍ３とした。
設計圧力を７．０ＭＰａとした。
シミュレーションには、公知の汎用非線形構造解析プログラムである、ＭＳＣ．Ｍａｒｃを用いた。
In consideration of the fact that the active fault countermeasure piping slips upward from the ground surface during crustal movement, if the active fault countermeasure piping is displaced above the soil cover, the ground restraint force in all directions will be lost. .
The outer diameter of the pipe was 0.508 m, the thickness was 11.9 mm, and the embedment depth (soil covering) of the pipe was 1.5 m. The elastic modulus of the piping was 2.06 × 10 5 MPa (megapascal), the tensile strength (σt) was 520 MPa, and the proof stress (σy) was 415 MPa.
In the direction along the central axis of the pipe, the yield displacement was 0.25 cm, the limit shear stress was 1.25 N / cm 2 (Newton per square centimeter), and the ground spring coefficient was 5.0 N / cm 3 . In the radial direction of the pipe, the yield displacement was 2.42 cm, the maximum ground restraint force was 27.80 N / cm 2 , and the ground spring coefficient was 11.48 N / cm 3 .
The design pressure was 7.0 MPa.
For the simulation, a known general-purpose nonlinear structural analysis program, MSC. Marc was used.
高圧ガス導管液状化耐震設計指針 ２００１年１２月 日本ガス協会（以下、液状化指針と称する）に従い、配管の応力−ひずみ関係をモデル化した。公称応力−公称ひずみ曲線は規格最小モデルとし、規格最小降伏応力σｙに相当するひずみを０．５％、規格最小引張強さσｔに相当するひずみを５％とした。
液状化指針に基づいて、直線状の配管から収容物が漏えいしない限界を表す限界曲げ角度を（１）式により算定した値とした。
High Pressure Gas Pipeline Liquefaction Seismic Design Guidelines December 2001 In accordance with the Japan Gas Association (hereinafter referred to as liquefaction guidelines), the stress-strain relationship of piping was modeled. The nominal stress-nominal strain curve was a standard minimum model, the strain corresponding to the standard minimum yield stress σy was 0.5%, and the strain corresponding to the standard minimum tensile strength σt was 5%.
Based on the liquefaction guideline, the limit bending angle indicating the limit at which the contained material does not leak from the straight pipe was set as a value calculated by the equation (1).
ただし、Ｄは配管の外径（０．５０８ｍ）、ｔｓは配管の厚さ（１１．９ｍｍ）である。εｆは０．３５、ｋは３．２とした。このとき、ωｓｃは、３６．１５°になる。すなわち、この例では直線状の配管はωｓｃが３６．１５°を越えると収容物が漏えいすると判断する。
一方で、曲管から収容物が漏えいしない限界を表す限界内曲げ角度を、液状化指針に基づいて（２）式により算定した値とし、限界外曲げ角度を（３）及び（４）式により算定した値とした。
なお、限界内曲げ角度は、曲管を曲管が曲げられている面上で曲げた場合の限界角度である。限界外曲げ角度は、曲管を曲管が曲げられている面外で曲げた場合の限界角度である。
断層対策部の直管の長さは、配管の外径に等しいとした。
However, D is the outer diameter of the pipe (0.508m), t s is the thickness of the pipe (11.9 mm). ε f is 0.35, k was set to 3.2. At this time, ω sc becomes 36.15 °. That is, in this example, it is determined that the straight pipe is leaked when ω sc exceeds 36.15 °.
On the other hand, the in-limit bending angle representing the limit at which the contained material does not leak from the bent pipe is the value calculated by the formula (2) based on the liquefaction guideline, and the out-of-limit bending angle is calculated by the formulas (3) and (4). The calculated value was used.
The in-limit bending angle is a limit angle when the bent tube is bent on the surface where the bent tube is bent. The out-of-limit bending angle is a limit angle when the bent pipe is bent outside the plane where the bent pipe is bent.
The length of the straight pipe of the fault countermeasure section is assumed to be equal to the outer diameter of the pipe.
ただし、Ｄは曲管の外径、ｔｂは曲管の厚さ、φは曲管角度、ＲＣは曲率半径である。ηは０．８８とした。
この例でのωｓｃ、ωｂｓｃ、ωｂｏｃの値を、下表に示す。この解析モデルでは、曲管の中心角α１は４５°であり、曲管は基本的に曲管が曲げられている面上で曲げられる。表から、４５°に対応する限界内曲げ角度ωｂｓｃが４５．４９°と読み取れる。すなわち、既に中心角４５°曲げられている曲管は、中心角が、（４５＋４５．４９）°を越えるか、（４５−４５．４９）°よりも小さくなると、収容物が漏えいすると判断する。
However, D is the outer diameter of the bent tube, t b is the thickness of the bent pipe, phi is bent tube angle, R C is a curvature radius. η was set to 0.88.
The values of ω sc , ω bsc , and ω boc in this example are shown in the table below. In this analysis model, a central angle alpha 1 is 45 ° bent-tube, curved pipe is bent on a plane that is essentially bent is bent pipe. From the table, the in-limit bending angle ω bsc corresponding to 45 ° can be read as 45.49 °. That is, it is determined that the bent tube that has already been bent at the central angle of 45 ° is leaked when the central angle exceeds (45 + 45.49) ° or becomes smaller than (45−45.49) °.
図６に示すはり要素Ｍ１に、鉛直方向に作用する一対の地盤バネＫＶ、水平方向に作用する地盤バネＫＨ、配管の中心軸線に沿う方向に作用する地盤バネＫＣをそれぞれ取付けた。各地盤バネＫＶ、ＫＨ、ＫＣにおけるはり要素Ｍ１に取付けられた側とは反対側の端部は、拘束要素Ｂに取付けられている。
図７に示すシェル要素Ｍ２において、地盤バネＫＣを配管の上部、下部、及び両側部の合計４カ所に取付けた。地盤バネＫＶを両側部の２カ所に取付け、地盤バネＫＨを上部、下部の合計２カ所に取付けた。
移動層が移動する境界条件は、移動層が移動する方向に拘束要素Ｂが移動するとして表した。
A pair of ground springs K V acting in the vertical direction, ground springs K H acting in the horizontal direction, and ground springs K C acting in the direction along the central axis of the pipe are attached to the beam element M 1 shown in FIG. . The ends of the local plate springs K V , K H , K C opposite to the side attached to the beam element M 1 are attached to the restraining element B.
In shell element M 2 shown in FIG. 7, the upper portion of the pipe to ground springs K C, mounted on a total of four places of the bottom, and side portions. Install the ground spring K V in two places on both sides, fitted with ground spring K H top, the bottom of a total of two locations.
The boundary condition for moving the moving layer is expressed as the constraint element B moving in the moving direction of the moving layer.
解析結果の応力分布を図８及び９に示す。応力の単位はＮ／ｍｍ２である。白抜きの配管の形状は活断層１１０が地殻運動する前の活断層対策配管１の形状であり、灰色の濃淡で示した形状は活断層１１０が地殻運動した後の活断層対策配管１の形状である。なお、図９中に二点鎖線で示した線Ｅは、断層面自体ではなく、断層面の向きが分かるように断層面と平行に引いた仮想線である。
配管１０に比べて変形しやすい断層対策部２０が配管１０に比べて大きく変形することで、配管１０の変形を抑えていることが分かる。
The stress distribution of the analysis result is shown in FIGS. The unit of stress is N / mm 2 . The shape of the white piping is the shape of the active fault countermeasure piping 1 before the active fault 110 performs crustal movement, and the shape shown in gray is the shape of the active fault countermeasure piping 1 after the active fault 110 performs crustal movement. It is. Note that a line E indicated by a two-dot chain line in FIG. 9 is not a tomographic plane itself but an imaginary line drawn in parallel with the tomographic plane so that the direction of the tomographic plane can be understood.
It can be seen that the fault countermeasure unit 20 that is more easily deformed than the pipe 10 is greatly deformed compared to the pipe 10, thereby suppressing the deformation of the pipe 10.
この解析結果、及び（２）〜（４）式から、設計入力情報に基づいて移動層１１２が移動しても配管１０や断層対策部２０が限界曲げ角度を越えず、活断層対策配管１の収容物が漏えいしないことが分かった。
なお、シミュレーションをした結果、活断層対策配管１の収容物が漏えいすることが分かった場合には、以下の手順を行う。まず、断層対策部の形状、及び断層面１１３と断層対策部２０との距離Ｌ４を変えずに、断層対策部の直管の長さを長く設定し直す。すなわち、解析モデルにおいて断層対策部の大きさを大きく設定し直す修正のみを行い、前述のシミュレーションを行う。シミュレーションを行った結果収容物が漏えいしなくなるまで、断層対策部の大きさを大きく設定し直すこととシミュレーションを行うことを繰り返す。
From this analysis result and the equations (2) to (4), even if the moving layer 112 moves based on the design input information, the pipe 10 and the fault countermeasure unit 20 do not exceed the limit bending angle, and the active fault countermeasure pipe 1 The contents were found not to leak.
In addition, as a result of the simulation, when it is found that the contents of the active fault countermeasure pipe 1 leak, the following procedure is performed. First, the length of the straight pipe of the fault countermeasure unit is set longer without changing the shape of the fault countermeasure unit and the distance L 4 between the fault plane 113 and the fault countermeasure unit 20. That is, only the correction for resetting the size of the fault countermeasure unit in the analysis model is performed, and the above-described simulation is performed. Until the containment does not leak as a result of the simulation, the size of the fault countermeasure unit is set larger and the simulation is repeated.
このようにして、断層対策部の形状をＵタイプに決め、断層対策部の大きさを収容物が漏えいしない大きさに決める。
以上で、配置工程Ｓ３を終了し、本設計方法の全ての処理を終了する。
In this way, the shape of the fault countermeasure portion is determined as the U type, and the size of the fault countermeasure portion is determined such that the contents do not leak.
Above, arrangement | positioning process S3 is complete | finished and all the processes of this design method are complete | finished.
図１０は、活断層１１０及び活断層対策配管１の挙動をモデル化したものである。
配管１０は、静止層１１１内で拘束要素Ｂに固定されている。断層対策部２０はバネ要素として表される。移動層１１２が断層面１１３に沿って移動することで、移動層１１２内に配置された配管１０に力Ｆ１が作用する。この力Ｆ１は、配管１０の中心軸線Ｃ１に平行な成分である分力Ｆ２と、配管１０の径方向に平行な成分である分力Ｆ３とに分解される。
分力Ｆ２により配管１０に軸力（配管１０の中心軸線Ｃ１に沿う方向に配管１０に作用する力）が作用する。すなわち、分力Ｆ２により配管１０の移動層１１２側の部分に軸力が入力される。この軸力が大きすぎると、配管１０が座屈してしまう。
移動層１１２が位置Ｐ５に移動すると、活断層対策配管１は位置Ｐ６に移動する。分力Ｆ３により、配管１０に曲げモーメントが作用する。
FIG. 10 models the behavior of the active fault 110 and the active fault countermeasure piping 1.
The pipe 10 is fixed to the restraining element B in the stationary layer 111. The fault countermeasure unit 20 is represented as a spring element. As the moving layer 112 moves along the tomographic plane 113, the force F 1 acts on the pipe 10 disposed in the moving layer 112. This force F 1 is decomposed into a component force F 2 that is a component parallel to the central axis C 1 of the pipe 10 and a component force F 3 that is a component parallel to the radial direction of the pipe 10.
Axial force to the pipe 10 by the component force F 2 (force acting on the pipe 10 in the direction along the central axis C 1 of the pipe 10) acts. That is, the axial force is input to the portion of the transfer layer 112 side of the pipe 10 by the component force F 2. If this axial force is too large, the pipe 10 will buckle.
When the moving layer 112 moves to the position P 5, an active fault protection pipe 1 moves to the position P 6. The component forces F 3, bending moment to the pipe 10 acts.
配管１０のうち移動層１１２内に配置された部分に断層対策部２０を設けて配管１０と断層対策部２０とを備える活断層対策配管１を構成することで、移動層１１２が移動したときにバネ要素が圧縮される。このようにして、断層対策部２０により軸力が吸収される（低減される）。断層対策部２０が設けられた部分よりも静止層１１１側の配管１０、すなわち、配管１０のうち断層面１１３に交差する部分、及び静止層１１１内に配置された部分に、軸力が作用しにくくなる。
移動層１１２内に軸力を吸収する断層対策部２０を設けることで、移動層１１２内に設けられた配管１０に作用する軸力を吸収するだけでなく、静止層１１１内に設けられた配管１０に作用する軸力も吸収される。
When the moving layer 112 moves by providing the fault countermeasure unit 20 in the part of the pipe 10 that is disposed in the moving layer 112 and configuring the active fault countermeasure pipe 1 including the pipe 10 and the fault countermeasure unit 20. The spring element is compressed. In this way, the axial force is absorbed (reduced) by the fault countermeasure unit 20. An axial force acts on the pipe 10 closer to the stationary layer 111 than the part where the fault countermeasure unit 20 is provided, that is, the part of the pipe 10 that intersects the tomographic plane 113 and the part disposed in the stationary layer 111. It becomes difficult.
By providing the fault countermeasure unit 20 that absorbs the axial force in the moving layer 112, not only the axial force acting on the pipe 10 provided in the moving layer 112 is absorbed, but also the pipe provided in the stationary layer 111. The axial force acting on 10 is also absorbed.
なお、比較例として説明する断層対策部２０を移動層１１２内に設けることなく、静止層１１１内に設けた場合には、以下のようになる。すなわち、前述のように移動層１１２が移動すると、移動層１１２内にはバネ要素である断層対策部２０は設けられないため、移動層１１２内に配置された配管１０に作用する軸力は吸収されにくい。一方で、静止層１１１内に配置された断層対策部２０により、静止層１１１内に配置された配管１０の軸力が吸収される。
このように、比較例の場合には、静止層１１１内に配置された配管１０の軸力のみが吸収され、断層対策部２０による配管１０から収容物を漏えいしなくする効果が低減する。
In the case where the fault countermeasure unit 20 described as a comparative example is provided in the stationary layer 111 without being provided in the moving layer 112, the following is obtained. That is, when the moving layer 112 moves as described above, since the fault countermeasure unit 20 that is a spring element is not provided in the moving layer 112, the axial force acting on the pipe 10 arranged in the moving layer 112 is absorbed. It is hard to be done. On the other hand, the axial force of the pipe 10 disposed in the stationary layer 111 is absorbed by the fault countermeasure unit 20 disposed in the stationary layer 111.
Thus, in the case of the comparative example, only the axial force of the pipe 10 arranged in the stationary layer 111 is absorbed, and the effect of preventing leakage of the contents from the pipe 10 by the fault countermeasure unit 20 is reduced.
このように本実施形態の活断層対策配管１は、前述の非特許文献１のように鋼管が座屈を生じる２カ所の位置に山部を設けるのではなく、移動層１１２内及び静止層１１１内の両方に配置された配管１０の軸力を吸収することができて構造及び設計が容易になるように、移動層１１２内の１カ所のみに断層対策部２０を設けている。 Thus, the active fault countermeasure piping 1 of this embodiment is not provided with peaks at two positions where the steel pipe buckles as in Non-Patent Document 1 described above, but in the moving layer 112 and the stationary layer 111. The fault countermeasure unit 20 is provided only at one location in the moving layer 112 so that the axial force of the pipes 10 arranged in both can be absorbed and the structure and design are facilitated.
ここで、断層対策部２０及び活断層対策配管１の変形例について説明する。
Ｕタイプの断層対策部の中心角α１を６０°等とすることで、中心角α１が４５°である場合に比べて断層対策部における配管１０の中心軸線Ｃ１に沿う方向の長さを一定にしつつ、断層対策部の大きさを大きくすることができる。
また、断層対策部として、前述のＵタイプ以外にも以下に説明する様々な構成のものを適宜選択して用いることができる。
Here, the modification of the fault countermeasure part 20 and the active fault countermeasure piping 1 is demonstrated.
By setting the central angle α 1 of the U-type fault countermeasure section to 60 ° or the like, the length in the direction along the central axis C 1 of the pipe 10 in the fault countermeasure section compared to the case where the central angle α 1 is 45 °. It is possible to increase the size of the fault countermeasure unit while keeping the constant.
In addition to the U type described above, various configurations described below can be appropriately selected and used as the fault countermeasure unit.
図１１に示すＨタイプの断層対策部３０は、曲管３１〜３４と、直管３５〜３７とを有して、地表面１０１に平行な所定の方向に向かって凸となるように湾曲した形状に形成されている。断層対策部３０及び配管１０で、活断層対策配管１Ａを構成する。断層対策部３０が断層対策部２０とは異なる点は、断層対策部３０が地表面１０１に平行な面上に形成されていることと、曲管３１〜３４の中心角α２が９０°であることである。
断層対策部３０の大きさＬ６は、配管１０の隣接部分１１の中心軸線Ｃ１と直管３６の中心軸線Ｃ４との距離として規定される。
断層対策部３０は、例えば道路１２０に隣り合って占用可能な用地１２５がある場合に、活断層対策配管１Ａを占用可能な用地１２５内に通す場合等に用いられる。
断層対策部３０を地表面１０１に平行な面上に形成することで、断層対策部３０を埋設するのに必要な穴の深さを浅くすることができる。
The H-type fault countermeasure unit 30 shown in FIG. 11 has curved pipes 31 to 34 and straight pipes 35 to 37, and is curved so as to be convex toward a predetermined direction parallel to the ground surface 101. It is formed into a shape. The fault countermeasure unit 30 and the pipe 10 constitute an active fault countermeasure pipe 1A. The fault countermeasure unit 30 differs from the fault countermeasure unit 20 in that the fault countermeasure unit 30 is formed on a plane parallel to the ground surface 101 and that the central angle α 2 of the curved pipes 31 to 34 is 90 °. That is.
The size L 6 of the fault countermeasure unit 30 is defined as the distance between the central axis C 1 of the adjacent portion 11 of the pipe 10 and the central axis C 4 of the straight pipe 36.
The fault countermeasure unit 30 is used when the active fault countermeasure pipe 1 </ b> A is passed through the occupying site 125 when there is a occupying site 125 adjacent to the road 120, for example.
By forming the fault countermeasure unit 30 on a plane parallel to the ground surface 101, the depth of a hole necessary for embedding the fault countermeasure unit 30 can be reduced.
図１２に示すＬタイプの断層対策部４０は、Ｌ字形に折れた道路１３０の車道１３１の下方に埋設されている。断層対策部４０を構成する曲管４１は、車道１３１の角部１３１ａの下方に埋設されている。断層対策部４０は、地表面１０１に平行な面上に形成されている。
図１３に示すＺタイプの断層対策部５０は、曲管５１、５２と、直管５３とを有している。断層対策部５０及び配管１０で、活断層対策配管１Ｂを構成する。曲管５１、５２の中心角α３は９０°である。断層対策部５０は鉛直面上に形成されている。断層対策部５０の大きさＬ７は、配管１０の隣接部分１１の中心軸線Ｃ１と隣接部分１２の中心軸線Ｃ１との距離として規定される。
断層対策部５０は、ケーブル等の埋設物よりも大きな河川１３５の下方に活断層対策配管１Ｂを通す場合等に好適に用いられる。
The L-type fault countermeasure unit 40 shown in FIG. 12 is embedded below the roadway 131 of the road 130 that is bent in an L shape. The curved pipe 41 constituting the fault countermeasure unit 40 is embedded below the corner 131a of the roadway 131. The fault countermeasure unit 40 is formed on a plane parallel to the ground surface 101.
A Z-type fault countermeasure unit 50 shown in FIG. 13 includes curved pipes 51 and 52 and a straight pipe 53. The fault countermeasure unit 50 and the pipe 10 constitute an active fault countermeasure pipe 1B. Central angle alpha 3 of bends 51 and 52 is 90 °. The fault countermeasure unit 50 is formed on a vertical plane. The size L 7 of the fault countermeasure unit 50 is defined as the distance between the central axis C 1 of the adjacent portion 11 of the pipe 10 and the central axis C 1 of the adjacent portion 12.
The fault countermeasure unit 50 is preferably used when the active fault countermeasure pipe 1B is passed under a river 135 larger than a buried object such as a cable.
このように、直管の長さ、曲管の中心角、そして直管及び曲管の組み合わせを変えることで、様々な形状の断層対策部が容易に構成される。 As described above, by changing the length of the straight pipe, the central angle of the curved pipe, and the combination of the straight pipe and the curved pipe, various shapes of fault countermeasure units can be easily configured.
以上説明したように、本実施形態の活断層対策配管１及び設計方法によれば、断層対策部２０を静止層１１１内に設けることなく移動層１１２内に設ける。これにより、移動層１１２内に設けられた配管１０だけでなく静止層１１１内に設けられた配管１０に作用する軸力が吸収され、収容物が配管１０及び断層対策部２０から漏えいしなくなる。断層対策部２０を設ける数が１つだけで済むため、活断層対策配管１の構造が簡単になり、活断層対策配管１が容易に設計できるようになる。
なお、断層対策部２０を移動層１１２内に設けることなく静止層１１１内に設ける比較例の場合には、配管１０に軸力が入力される移動層１１２側で軸力は吸収されにくい。このため、断層対策部２０による配管１０から収容物を漏えいしなくする効果が低減する。
As described above, according to the active fault countermeasure piping 1 and the design method of the present embodiment, the fault countermeasure section 20 is provided in the moving layer 112 without being provided in the stationary layer 111. As a result, not only the pipe 10 provided in the moving layer 112 but also the axial force acting on the pipe 10 provided in the stationary layer 111 is absorbed, and the contents are not leaked from the pipe 10 and the fault countermeasure unit 20. Since only one fault countermeasure section 20 is required, the structure of the active fault countermeasure pipe 1 is simplified, and the active fault countermeasure pipe 1 can be easily designed.
In the case of the comparative example in which the fault countermeasure unit 20 is provided in the stationary layer 111 without being provided in the moving layer 112, the axial force is hardly absorbed on the moving layer 112 side where the axial force is input to the pipe 10. For this reason, the effect of preventing leakage of the contents from the pipe 10 by the fault countermeasure unit 20 is reduced.
断層対策部２０は、曲管２１〜２４と直管２５〜２７とを組み合わせて構成されているため、直管及び曲管という２種類の基本形状配管を用意するだけで、様々な形状の断層対策部を容易に構成することができる。
曲管２１〜２４は、直線状の被加工管を高周波誘導加熱法により加熱して曲げることで構成されている。したがって、型枠を用いることなく容易に曲管２１〜２４を構成することができる。高周波誘導加熱法が可能な公知の簡単な設備で、被加工管から曲管２１〜２４を容易に形成することができる。
Since the fault countermeasure unit 20 is configured by combining the curved pipes 21 to 24 and the straight pipes 25 to 27, it is possible to prepare various types of faults only by preparing two types of basic pipes, straight pipes and curved pipes. The countermeasure unit can be easily configured.
The curved pipes 21 to 24 are configured by heating and bending a straight pipe to be processed by a high frequency induction heating method. Therefore, the curved pipes 21 to 24 can be easily configured without using a formwork. The curved pipes 21 to 24 can be easily formed from the pipe to be processed with a known simple facility capable of high-frequency induction heating.
以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。
例えば、前記実施形態の設計方法は情報取得工程Ｓ１を備えるとした。しかし、設計入力情報が予め与えられている場合には、本設計方法は情報取得工程Ｓ１を備えなくてもよい。
As mentioned above, although one embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and modifications, combinations, and deletions within a scope that does not depart from the gist of the present invention. Etc. are also included.
For example, the design method of the embodiment includes the information acquisition step S1. However, when design input information is given in advance, the present design method may not include the information acquisition step S1.
１、１Ａ、１Ｂ 活断層対策配管
１０ 配管
２０、３０、４０、５０ 断層対策部
２１、２２、２３、２４、３１、３２、３３、３４、４１、５１、５２ 曲管
２５、２６、２７、３５、３６、３７、５３ 直管
１００ 地盤
１１０ 活断層
１１１ 静止層
１１２ 移動層
Ｃ１ 中心軸線
1, 1A, 1B Active fault countermeasure pipe 10 Pipe 20, 30, 40, 50 Fault countermeasure section 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34, 41, 51, 52 Curved pipe 25, 26, 27, 35, 36, 37, 53 Straight pipe 100 Ground 110 Active fault 111 Stationary layer 112 Moving layer C 1 Central axis
Claims (4)
前記配管の一部が曲がっていることで構成され、前記活断層の静止層内に設けられることなく前記活断層の移動層内に設けられて、前記活断層が地殻運動時に移動したときに前記配管内に収容された収容物が前記配管から漏えいしないように、前記移動層内に設けられた前記配管に作用する軸力、及び前記静止層内に設けられた前記配管に作用する前記軸力を吸収する断層対策部と、
を備えることを特徴とする活断層対策配管。 Straight pipes embedded in the ground with active faults,
When the active fault moves during crustal movement, the pipe is formed by bending a part, provided in the moving layer of the active fault without being provided in the stationary layer of the active fault, and The axial force acting on the pipe provided in the moving layer and the axial force acting on the pipe provided in the stationary layer so that the contents accommodated in the pipe do not leak from the pipe. A fault countermeasure department that absorbs
Active fault countermeasure piping characterized by comprising.
前記配管の一部が曲がっていることで構成され、前記配管に作用する軸力を吸収する断層対策部を、前記活断層の静止層内に設けることなく前記活断層の移動層内に設けることを決め、前記断層対策部により前記移動層内に設けられた前記配管に作用する前記軸力、及び前記静止層内に設けられた前記配管に作用する前記軸力を吸収することを特徴とする活断層対策配管の設計方法。 An active fault embedded in a ground having an active fault and designed to prevent leakage of the contents accommodated in the pipe when the active fault moves during crustal movement in a pipe extending linearly A countermeasure piping design method,
A fault countermeasure part that absorbs the axial force acting on the pipe is provided in the moving layer of the active fault without being provided in the stationary layer of the active fault. And the axial force acting on the pipe provided in the moving layer and the axial force acting on the pipe provided in the stationary layer are absorbed by the fault countermeasure unit. Active fault countermeasure piping design method.
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