コンクリート破壊進行領域の時間依存性挙動の解析と数値解析モデルの構成

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650516
• Research Institution: Fukushima National College of Technology
• Principal Investigator: 山ノ内 正司 福島工業高等専門学校, 建設環境工学科, 助教授 (80132570)
• Keywords: コンクリート / 破壊進行領域 / 引張軟化則 / アコースティックエミッション / フラクタル次元 / AEエネルギー / クラック形成エネルギー

Research Abstract

荷重一定条件の下で行ったコンクリートばりの3点曲げ試験において、肩口開口変位の時間変化は、いずれの荷重レベルにおいても、ある限界点を境に変位速度が一定の定常状態から加速的な状態へと遷移する。定常状態ではAE源は空間的に偏りなく分布しているが(フラクタル次元D=1.85)、限界点を過ぎると特に高エネルギーのAEが破壊進行領域先端部に集中し始め、いくつかのクラスターを形成する。この時のAE発生源のフラクタル次元はD=0.92で、AE発生源が破壊進行領域先端部で線状の分布構造になる。限界点以降の微視破壊の時間発展的な成長過程は、破壊進行領域先端部における不安定破壊の核形成過程であり、引張軟化の初期状態と深く関っていることがわかった。
限界点を表す状態量を明らかにするために、多直線近似法により引張軟化曲線を推定し、力学モデルとしてのクラック形成エネルギーと微視破壊による累積AEエネルギーに基づいて、引張軟化過程を定量的に考察した。はりの下部の領域では、引張軟化過程全般にわたり累積AEエネルギーの変化とクラック形成エネルギーの変化は同じ構造をしている。また、引張軟化の初期過程では骨材とモルタルの剥離破壊およびモルタルの破壊が卓越し、総AEエネルギーは各領域ともほぼ同じで、引張軟化初期に発生した総AEエネルギーの約3/4に相当する。この結果は、新たに提案したAEエネルギーによって、引張軟化領域における微視破壊の成長過程を定量的に評価できる可能性を示唆するものである。
今後、限界点を表すパラメータを累積AEエネルギーにより決定し、ぜい性度との関係について更に検討を加える必要がある。

Research Products

• [Publications] 木村 孝範: "AEエネルギーに基づいたコンクリートの引張軟化過程の考察" 平成9年度土木学会東北支部技術研究発表会講演概要. 540-541 (1998)
• [Publications] 鈴木 隆裕: "コンクリート破壊進行領域におけるAEエネルギーの時間依存性挙動" 平成9年度土木学会東北支部技術研究発表会講演概要. 542-543 (1998)
• [Publications] 山ノ内 正司: "AE解析によるコンクリートの引張軟化過程の考察" 平成10年度土木学会東北支部技術研究発表会講演概要. 656-657 (1999)
• [Publications] 山ノ内 正司: "AE解析によるコンクリートの引張軟化過程の考察" コンクリート工学年次論文報告集. 21巻. (1999)