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カスタマイズ可能な磁歪型マルチチャンネル弾性波による非破壊イメージング技術の開発

Research Project

Project/Area Number 22K04272
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

内田 慎哉  富山県立大学, 工学部, 准教授 (70543461)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsコンクリート / 非破壊試験 / ひび割れ深さ / 品質 / 磁歪 / 表面波 / 位相速度 / プレストレス / マルチチャネル / 弾性波
Outline of Research at the Start

本研究では,①磁歪技術を活用して,入力する波形やその周波数を評価対象に応じてカスタマイズ可能な弾性波の入力装置を開発する。続いて,②複数の加速度センサを活用(マルチチャンネル)し,評価に適切な波(縦波/横波/表面波)のみを抽出する信号処理方法を検討する。さらに,①と②を組み合わせ,実構造物の健全性(応力/劣化/欠陥)を,完全非破壊かつイメージング(可視化)により評価する方法を提案する。

Outline of Annual Research Achievements

「磁歪技術」と「複数の加速度センサ」を併用した「磁歪型マルチチャンネル弾性波」と「鋼球打撃」と「複数の加速度センサ」を用いた「従来技術」をそれぞれ用いて,以下の対象について,検討を行った。
1.コンクリートのひび割れ深さ
表面波の減衰特性を利用することで,ひび割れ部に水や砂などがあっても,ひび割れ深さを±15%の精度の精度で推定できることを明らかにした。また,表面波の減衰特性を利用する方法は,縦波の伝搬時間や位相を用いる方法よりも,ひび割れの閉塞の有無やその状態にかかわらずひび割れ深さを推定できるため,汎用性が極めて高いこともわかった。
2.コンクリート表層の品質
地盤構造の推定に用いられる空間自己相関(SPAC:Spatial Auto-Correlation)法から表面波位相速度を推定し,これと波長との関係からバーチャルコア(深さ方向の表面波位相速度の分布)を求め,表層品質を評価する手法について検討した。その結果,表層品質の違いを概ねイメージングすることが可能であった。
上記の検討では,「磁歪型マルチチャンネル弾性波」と「従来技術」との比較を行ったが,「磁歪型マルチチャンネル弾性波」では打撃ごとの力を一定にすることが難しく,推定誤差が大きくなる傾向にあった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

「磁歪型装置」の故障により,修理に時間を要しているため。
この故障にともない,「①火災後のかぶり部分の品質評価」および「②道路橋RC床版での水平ひび割れの評価」に関する検討を次年度に持ち越したため。

Strategy for Future Research Activity

「磁歪型装置」の故障の要因を追求した上で,再発防止策を講じ,打撃力を一定にする改良も行う。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] コンクリートひび割れ部の閉塞状態の違いが表面波・縦波の伝搬特性 に基づくひび割れ深さの推定精度に与える影響2024

    • Author(s)
      水島龍輝,内田慎哉,杉浦昂樹
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 46

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 空間自己相関法で算出した表面波位相速度に基づき作成したバーチ ャルコアとそれを用いた劣化深さの評価手法2024

    • Author(s)
      青沼拓朗,内田慎哉,桃木昌平,村上慧
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 46

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 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推定に関する実験的検討2023

    • Author(s)
      水島龍輝,内田慎哉,兵動太一
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 45

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 表面波・縦波の伝搬特性(速度・位相)に基づくコンクリートの ひび割れ深さ推定におけるひび割れ部の閉塞状態の影響に関する基礎的研究2024

    • Author(s)
      杉浦昂樹,内田慎哉,水島龍輝
    • Organizer
      令和6年度土木学会全国大会 第79回年次学術講演会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 空間自己相関法で算出した表面波位相速度に基づき作成したバーチャルコアによる コンクリートの品質評価手法に関する基礎的研究2024

    • Author(s)
      青沼拓朗,内田慎哉,村上慧,桃木昌平
    • Organizer
      令和6年度土木学会全国大会 第79回年次学術講演会
    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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