低周波超音波法の定量化とコンクリート構造物の健全度評価への応用に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450182
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 廣瀬 壮一 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (00156712)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北原 道弘 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60135522) ; 木本 和志 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助手 (30323827) ; 大即 信明 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40211106) ; 永田 泰昭 新日本製鐵(株), 技術開発本部, 主任研究員
• Keywords: 低周波超音波 / 非破壊評価 / コンクリート材料 / 擬以3次元解析 / 多重極展開法 / PCグラウト充填度 / コンクリート-鋼界面剥離

Research Abstract

本研究はコンクリート材料あるいは構造体の非破壊検査に適しているであろう数十kHz〜数百kHzの低周波域における超音波に注目し,ソフトとハードの両面からのアプローチにより低周波超音波法の定量化を行うことを目的としている.本年度は3年計画の最終年度で,1.低周波超音波の実験と解析の比較検討を実施するとともに,2.コンクリート構造物の健全度評価への応用を行った.主な結果は以下の通りである.
1.低周波超音波の実験と解析の比較検討:超音波探触子の適切なモデル化を行い,コンクリート材料の非破壊検査に最適な超音波探触子の設計条件を明らかにするとともに,市販されている超音波探触子を用いて基礎的な超音波実験を行った.その結果,現在市販されている探触子は必ずしもコンクリート材料に適した特性を持っていないことが明らかとなった.また,昨年度開発した擬似3次元解析手法に引き続き,大規模な3次元解析を行う解析手法として多重極展開法を用いた3次元境界要素法の開発を行い,実験との比較を行った.
2.コンクリート構造物の健全度評価への応用:擬似3次元解析手法による解析結果と実験結果を比較することにより,インパクトあるいは超音波を用いたPCグラウト充填度,および,コンクリートと鋼板の界面剥離の定量的評価を行った.その結果,2次元解析では評価できなかった3次元的な探触子配置による実験結果の評価が効率的に行えるなど,より精度の高い定量的非破壊検査手法を提案することできた.

Research Products

• [Publications] 廣瀬 壮一, 田中 亮一: "インパクトエコー法によるPCグラウト充填の定量的評価"土木学会第57回年次学術講演会講演概要集. (CDROM)I-112. 223-224 (2002)
• [Publications] S.Hirose et al.: "Quantitative nondestructive evaluation of PC grouting"Safety & Reliability of Built Structures, ASEP. 1-10 (2002)
• [Publications] S.Hirose: "Efficient numerical approach for the analysis of vibrations due to moving load"Proc, of International Workshop WAVE2002. 57-58 (2002)
• [Publications] J.R.I.Manalo, S.Hirose: "Laser vibrometer on bounded concrete element using impact-echo method"Construction Materials and Testing. 1-12 (2002)
• [Publications] S.Hirose: "Ultrasonic testing for structural materials"Proc. of 10th ASEP International Convention. 10-20 (2003)