補修部材の性能評価への破壊力学の適用に関する研究

• Project/Area Number: 11750410
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 土木材料・力学一般
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 国枝 稔 岐阜大学, 工学部, 助手 (60303509)
• Project Period (FY): 1999 – 2000
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2000)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2000: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 1999: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: コンクリート / ひび割れ注入補修 / 破壊力学 / 数値解析 / 補修 / 付着 / ひび割れ注入

Research Abstract

本研究では,特に以下の2点に着目し検討した.
1.ひび割れ注入補修された部材の曲げ破壊挙動の評価に関する解析的検討
ここでは,Rigid-Body-Spring Network(RBSN,剛体-ばねモデル)を用いて,(1)ひび割れ注入補修された部材の曲げ破壊挙動のメカニズムの解明,(2)数値解析におけるひび割れ注入補修のモデル化手法の確立,を目的とし解析的に検討した.ひび割れ進展を阻止する粗骨材の影響に着目した解析により以下の点が明らかとなった.
(1)粗骨材をモデル化したインクルージョンにより,ひび割れが迂回する様子が再現でき,この挙動の違いが荷重-変形関係に影響を及ぼしていることが明らかとなった.
2.ひび割れ注入補修された鉄筋コンクリートはりの曲げ破壊挙動の評価
種類の異なる注入材を用いて補修を行なった鉄筋コンクリートはり(RCはり)の曲げ試験を行い,ひび割れ注入材の性能がひび割れ性状や部材の初期剛性の違い及ぼす影響について明らかにした.
(1)寸法の小さな供試体(10×10×60cm)では,注入材の種類の違いがRCはりの曲げ破壊性状に大きく影響を及ぼした.引張強度の高い材料を用いた場合,注入部でひび割れは発生しないが,引張強度の低い材料を用いた場合には,低荷重レベルにて注入材にひび割れが生じる破壊性状を示した.
(2)寸法の大きな供試体(30×10×180cm)では,小さな供試体にみられた注入材の違いに依存した破壊性状に影響は明確ではなかった.その理由は,初期ひび割れ導入時に生じた除荷あるいは破壊の局所化により閉口した微細なひび割れが補修後の部材にも存在し,低荷重レベルから開口し始めることによるものであることが明らかとなった.すなわち,実構造物レベルでひび割れ注入補修を行なう際には,これらの微細なひび割れを適切に発見する必要があることが分かった.

Research Products

• [Publications] 国枝稔 ほか: "ひび割れ注入材の曲げ付着特性の評価に関する破壊力学的検討"土木学会論文集. No.669/V-5. 203-213 (2001)
• [Publications] 国枝稔 ほか: "ひび割れ注入補修されたコンクリートはりの曲げ破壊解析"土木学会中部支部研究発表会概要集. 509-510 (2001)
• [Publications] Minoru Kunieda et al.: "Failure Analysis of Concrete Members Repaired by Crack Injection Techniques"Proceedings of CONSEC'01. (発表予定). (2001)
• [Publications] Minoru Kunieda et al.: "Flexural Failure Behavior of Concrete Beams Repaired by Crack Injection Techniques"Proceedings of FRAMCOS-4. (発表予定). (2001)