馬郡 正規

様々な地形条件および荷重条件における逆T型送電線鉄塔基礎の支持力検討

宮木　康幸


社会経済活動を反映して電力需要は大都市に集中している．それに伴い送電線鉄塔を大型化したものが，山岳丘陵地帯に多く作られている．また，近年台風やハリケーンの大型化，長距離大電力送電線の効率化の開発も進んでいるため，送電線の長距離・大型化はますます増加していくと考えられる．しかし，現行の電気学会の送電用支持物設計標準8)では，標準的な基礎体寸法や地盤条件を基準にし，基礎が引揚力を受けた時のすべり面を決定し，すべり土塊の重量と基礎体の重量，さらに，すべり面に作用するせん断抵抗合力の鉛直分力の和で，引揚支持力を求めている．つまり，標準的でないものに対しては，実情とは隔たりのある過程を含んだ計算式を用いてしまう場合がある．そのため危険な設計や不経済な設計になる可能性が起こりえる．以上のことから，送電線鉄塔をより合理的に設計するため，鉄塔から基礎体を介し，地盤へと作用する引揚力の応力伝達機構と周辺地盤の破壊メカニズムの解明が不可欠である．

そこで，本研究では弾塑性ＦＥＭによる逆Ｔ型鉄塔基礎の引揚シミュレーションを行った．各種の検討を行う前に，遠心模型実験の結果に基づきメッシュの分割数，分割配向，要素性能を考慮し，最適モデルの構築をおこなった．これを用い，地盤傾斜角や地形に違いによって起こるすべり面形状をリアルに表現することが可能になり，すべり面の発生形状が引揚支持力に与える影響について検討を行った．その結果，すべり面が引揚支持力に与える影響を定性的に捕らえることができた．また，微視的観点から要素内の力学応答を調べることによって，地盤内の局所的な挙動を捕らえることができた．最後に，様々な傾斜地盤において水平荷重が引揚支持力特性に与える影響について検討を行い，引揚角度による最大引揚荷重の増減傾向は，すべり面の発生形状と深く関連していることが確認された．以上の結果から，地盤の進行的破壊挙動やすべり面の形成をリアルにシミュレーション可能な本解析手法が，鉄塔基礎の設計を行う上で非常に有効であることを示した．