水中トンネルはそれほど安全ではなく、トンネルを保護するゴムは予想よりも早く劣化します

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2026-04-01 18:16:00

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何十年もの間、単純なゴム製ガスケットで水密性を保証できることが当然のことと考えられていました。 トンネル 潜水艦は少なくとも100年は使用されています。今日、その確信は揺らぎつつあります。新しい研究では、これらの要素は予想よりもはるかに早く劣化することが示されています。 研究の中心となるのは、いわゆる Gina ガスケットです浸漬されたトンネルセグメント間の接合部をシールするガスケット。これは海水とインフラ内部との間の最後の障壁です。そして、まさにこの障壁は、最新のデータによれば、時間の経過とともに有効性を大幅に失います。

洞察

問題点: 予想よりも保持力が低い。石家荘鉄島大学のチームは、玉梁州トンネルから採取した実際のサンプルを分析し、現実的な状況をシミュレートしました。つまり、トンネル内の関節間の一定の圧縮です。 鋼鉄 そして塩水に長時間浸すこと。 結果は明らかです。ガスケットは時間の経過とともにシール強度の約 67.6% を失います。。これまでの推定では、海水の影響のみに基づいて材料の強度が過大評価されていました。また、圧縮、つまり実際の動作条件を含めると、100 年後に予想されるシール圧力は 2.32 メガパスカルから 1.51 メガパスカルに低下し、約 35% 減少します。

エラーの発生場所

重要な点は方法論です。従来のモデルでは、塩水による化学的老化のみが考慮されていました。しかし実際には、ゴムは何十年も金属構造の間で押しつぶされたままです。この機械的ストレスと海洋環境の組み合わせにより、内部の劣化が促進されます。 材料。

エンジニアにとっては欺瞞です。ゴムは改善されているようです。

最も危険な側面の 1 つは、劣化がすぐには目に見えないことです。

実際、時間の経過とともに:

1. の 硬度 14%から増加
2. の 密度 約6%成長する

一見すると、シールはより耐久性があるように見えます。実際には、弾性、つまりシールを維持するための基本的な能力が失われています。。顕微鏡レベルでは、ポリマー鎖が破壊され、内部構造が弱体化します。材料は硬くなりますが、効果は低下します。

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最も脆弱な点

すべてのガスケットが同じように劣化するわけではありません。最も重要な領域は接触圧力が低い下端です。ここで、特にセグメント間に開口部が生じたり、トンネルが回転または微動したりする場合には、シール力を徐々に低下させるだけで浸潤の危険性が高まります。以前の研究では、開封後約 1.85 インチ (4.7 cm) を超えるとシールが破損し始める可能性があることが示されています。

まだ差し迫った危険ではないが、マージンは狭まりつつある。劣化にもかかわらず、シールは、少なくとも理論的には、0.61 メガパスカルに設定された最小安全閾値を超えたままです。 100年後の推定値（1.51MPa）はさらに高くなります。しかし、安全域は予想よりもはるかに速く縮小しています。

トンネルの管理方法の変更の影響

この発見により、水中インフラのメンテナンスのアプローチが変わります。もはやゴムの表面状態をチェックするだけでは十分ではありません。以下を監視する必要があります。

1. 有効シール圧力
2. 最も弱い部分、特に関節の下部
3. 時間の経過に伴う構造変形

しかし、設計者にとっては、より耐久性の高い新しい化合物を開発し、関節の圧縮レベルを見直し、メンテナンス介入を予測する必要が生じます。要約すると、問題は明日トンネルから水が漏れるということではありません。でもそれは彼らのものです 安全性 長期的には、これまで考えられていたほど「自動的」ではなくなります。そしてそれにはさらに多くのものが必要になります 注意。

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