トンネル内圧力・流速変動

列車がトンネル内を走行すると圧力変動が発生し、内部の設備や車体に変動荷重として作用します。ここでは、この圧力変動の予測方法をご紹介します。

高速列車がトンネル内を走行するとトンネル内部に圧力変動が発生します(図1)。この圧力変動はトンネルのコンクリート壁面(覆工)やトンネル内部に設置された機器類、新幹線など気密構造の車体に外力として作用しますので、これらの強度設計を行うためには圧力変動の大きさを正確に予測することが必要となります。また、圧力変動に付随してトンネル内部の空気の流れ(風速)も変動し、地下駅の旅客やトンネル内作業者などに対する安全面や環境面から、風速変動の大きさも予測する必要があります。これらの問題に対し、超高速列車模型発射装置を使用した模型実験(図2)や数値シミュレーション(図3)によって、予測手法の開発や低減対策の検討などを行っています。

図1 トンネル内圧力変動の概略
図2 枝抗を模擬した模型実験
図3 数値シミュレーションの計算モデルの例

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参考文献

  1. 斉藤実俊、飯田雅宣、梶山博司:高速鉄道用トンネル内圧力変動シミュレーション、鉄道総研報告、第17巻、第5号、pp.29-34、2003.05
  2. 梶山博司、飯田雅宣、前田達夫:大深度地下鉄道の空気流動シミュレーション、鉄道総研報告、第7巻、第7号、pp. 51-58、1993.07
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