マイクロメカニズムに立脚した圧縮コンクリートの汎用有限要素解析モデルの開発

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650627
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 畑中 重光 三重大学, 工学部, 助教授 (00183088)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川口 淳 三重大学, 工学部, 助手 (50224746) ; 水野 英二 名古屋大学, 工学部, 助教授 (80144129)
• Keywords: コンクリート / 圧縮軟化則 / 構成則 / 応力-ひずみ関係 / 有限要素法 / 3次元解析 / 塑性理論 / 破壊吸収エネルギー

Research Abstract

1.本研究の目的
1)圧縮下のコンクリートのひずみ集中性と供試体寸法(原則として、FEMのメッシュサイズに対応させる)との関係を実験的に調べ、単位ひび割れ面あたりで吸収するエネルギー量を算出する。
2)実験で得られたエネルギー吸収パターンをモデル化し、FEM解析においてコンクリート挙動の寸法効果則を自動的に再現し得る新たな圧縮軟化構成モデルを提案する。
2.平成6年度までの研究過程
研究初年度は、圧縮下のコンクリートの破壊パターンを実際に調べ、その破壊パターンをモデル化するとともに、単位ひび割れ面あたりで吸収するエネルギー量を算出した。研究はほぼ計画通りに進められた。本研究は、以下の3段階に大別される。
1)普通・高・超高強度コンクリートの1軸並びに3軸圧縮実験(担当:畑中、川口)
2)コンクリートの圧縮破壊パターンの分析とモデル化(担当:全員)
3)マイクロメカニズムに基づく汎用構成則の提案(担当:畑中、水野)
現在のまでのところ、当初に計画した研究目的、研究計画・方法は、大きな変更なく、ほぼ達成されているといえる。すなわち、上記の3段階の研究成果は、それぞれ論文として既に公表した。
平成7年度の研究への継続
研究2年度である平成7年度は、手持ちのFEMプログラム(3次元)に提案モデル(平成6年度に提案)を組み込んで解析を行い、モデルの適用性を検討する。既に、構成モデル中の各パラメータの役割については、検討を終えた。現在進行中のFEM解析における主な解析対象を以下に示す。
1)内部に欠陥の存在する圧縮試験体の破壊挙動の寸法効果の再現と予測
2)有限要素(メッシュ)サイズを変化させた場合の解析結果の比較

Research Products

• [Publications] 水野重光・畑中重光: "圧縮下のコンクリートの破壊性状とそのモデル化について" コンクリート工学年次論文報告集. 16. 147-152 (1994)
• [Publications] 畑中重光・水野英二他: "吸収エネルギーパターンを考慮したコンクリートの圧縮破壊シミュレーション" コンクリート工学年次論文報告集. 16. 153-158 (1994)
• [Publications] S.Hatanaka E.Mizuno et al.: "Experimental Study of the Effect of Size on the Physical Properties of Concrete under Compression" Concrete Library of JSCE. 24. 151-161 (1994)
• [Publications] S.Hatanaka,E.Mizuno et al.: "Size Effect in Concrete Structures" Chapiman & Hall(ed.by M.Mihashi et al.), 552 (1994)