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Innovative Non-Destructive Diagnosis Methods for Quality of Concrete Surface and Internal Defects of Concrete by Elastic Wave Input System based on Magnetostriction Drive

Research Project

Project/Area Number 18K04314
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
Research InstitutionToyama Prefectural University

Principal Investigator

UCHIDA SHINYA  富山県立大学, 工学部, 准教授 (70543461)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywordsコンクリート / 非破壊検査 / 弾性波 / 表面波 / 磁歪 / 応力 / 鉄筋腐食 / ひび割れ深さ / 品質 / 位相速度 / 非破壊試験 / 弾性波動解析 / 表層品質 / 塩害 / 減衰特性 / 火害 / 弾性波法 / PCグラウト / 伝搬速度 / 内部欠陥
Outline of Final Research Achievements

In this study, a magnetostrictive elastic wave device was initially developed using dynamic magnetic field analysis and elastic wave analysis. Subsequently, the developed magnetostrictive elastic wave device was utilized to estimate the stress in concrete members, evaluate the degree of corrosion in reinforcing bars, and determine the depth of cracks. As a result, by focusing on the phase velocity and amplitude attenuation of surface waves, it was revealed that effective and accurate diagnostics could be achieved even in cases where conventional non-destructive testing is difficult. Therefore, it was concluded that the "innovative non-destructive diagnostic method using a magnetostrictive elastic wave device" developed in this study can become an extremely effective diagnostic technique.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

コンクリート分野の非破壊試験では、コンクリートの品質や内部欠陥を評価することが重要である。これまで様々な方法でアプローチしてきたが、適切な非破壊試験が無いのが現状であった。特に弾性波を利用した場合、入力方法が鋼球打撃、着目する弾性波が縦波のみと、場当たり的な検討しか行っていなかった。それ故、年々高まるニーズに応えられず、この分野の信頼性を低下させてきた。これを打破するため、本研究では、「弾性波の入力方法」には「磁歪」、「受信する弾性波」は「表面波」とした。その結果、コンクリートの品質や内部欠陥を的確に評価することが可能となり、当該分野において技術革新を起こす礎を築くことができたと考えている。

Report

(7 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] NON-DESTRUCTIVE EVALUATION METHOD FOR COMBINED BENDING STRESS USING MULTI-CHANNEL IMPACT ELASTIC WAVE TECHNIQUE IN PC BRIDGE2024

    • Author(s)
      内田慎哉,山本紗衣,土井真郷,桃木昌平
    • Journal Title

      Infrastructure Maintenance Practices

      Volume: 3 Issue: 1 Pages: 126-135

    • DOI

      10.11532/jsceim.3.1_126

    • ISSN
      2436-777X
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] マルチチャンネル衝撃弾性波法により測定した縦波速度・表面波位相速度とPC箱桁橋に作用する合成曲げ応力との関係2022

    • Author(s)
      山本紗衣,内田慎哉,藤井壮太
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 44 Pages: 1324-1329

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 衝撃弾性波法による鉄筋腐食に起因するコンクリート表層部の変状の非破壊評価手法に関する基礎的検討2021

    • Author(s)
      藤井壮太,内田慎哉,岩野聡史,片岡繁人
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 43

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 表面波の減衰特性に基づくコンクリートのひび割れ深さの推定に関する解析的検討2021

    • Author(s)
      青沼拓朗
    • Organizer
      令和3年度土木学会全国大会 第76回年次学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 衝撃弾性波法による塩害劣化したコンクリートの鉄筋腐食の評価手法2020

    • Author(s)
      藤井壮太
    • Organizer
      日本非破壊検査協会2020年度秋季講演大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 衝撃弾性波法の更なるそして秘めたる可能性2019

    • Author(s)
      内田慎哉
    • Organizer
      iTECS技術協会(技術交流会)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] コンクリート構造物の維持管理における非破壊試験の活用方法2019

    • Author(s)
      内田慎哉
    • Organizer
      日本リバコン協会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ウォーターカップリング磁歪センサによるコンクリートの弾性波伝搬速度の測定2019

    • Author(s)
      内田慎哉,松橋貫次,湊 利行,栗原陽一,伊藤 始
    • Organizer
      日本機械学会(2019年度年次大会)
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2025-01-30  

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