ひずみ記憶型センサーを用いた構造物自動損傷度検出システムの開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12555135
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 佐藤 忠信 京都大学, 防災研究所, 教授 (00027294)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 本田 利器 京都大学, 防災研究所, 助手 (60301248) ; 三田 彰 慶應義塾, 大学院・理工学研究科, 助教授 (60327674) ; 鈴木 祥之 京都大学, 防災研究所, 教授 (50027281) ; 邸 元 京都大学, 防災研究所, 非常勤研究員
• Keywords: センサー / 光ファイバー / 最大値記憶センサー / 構造損傷同定 / モンテカルロフィルター / 遺伝的アルゴリズム / ヘルスモニタリング

Research Abstract

センサーの開発として,実大スケールの大型地盤モデルを対象とした振動台実験において光ファイバを用いた地盤変形計測システムの適用性を検証した.地盤の変位や速度を提案した装置と既存の手法により計測し,両者を比較した.両者の緒果は良く一致し,より,提案した地盤変形計測装置の精度を確認することができた.また,可変コンデンサを用いた最大値記憶センサを試作し,LC閉回路構成とすることで,非接触で回路の共振振動数を計測し,可変コンデンサのキャパシタンスを計測可能なことを確認した.このキャパシタンスから記憶された最大値を決定できる.実験と理論はよく対応し,実用的なセンサとして利用できることが確認された.
地震発生後,構造物の被災状況を迅速かつ定量的に把握する事は二次災害の防止や適切な補修の為に大変重要であり,損傷診断に関する技術の確立が早急に求められている.このような要望に対して,各種の構造物のヘルスモニタリング手法が開発されているが,本研究ではモンテカルロフィルタ(MCF)を基にした新しい構造同定手法を提案した.
まず,構造系の応答を時刻で見た時の影響が小さなパラメータ(例えば減衰定数)に対しての同定結果は不安定であるので,同定結果の収束性向上を目標に,MCFとKFを混合したハイブリッド型構造同定アルゴリズムを開発した.MCFに突然変異的な操作を導入したGA-MCFを開発し,非定常問題への追従性を向上する方法論を展開した.

Research Products

• [Publications] Tadanobu SATO, Keisuke KAJI: "Adaptive Monte Carlo filter and structure identification"Proceedings of the International Conference on Monte Carloo Simulation Monte Carlo/Principality of Monaco/18-21 June 2000 Monte Carlo simulation ISBN9058091880. 441-447 (2001)
• [Publications] 佐藤忠信, 原田俊宗: "適応型モンテカルロフィルタを用いた構造システムの同定"第2回構造物の破壊過程解明に基づく地震防災性向上に関するジポジウム論文集. 1-6 (2001)
• [Publications] 佐藤忠信, 本田利器, 柴田俊次郎: "光ファイバセンサによる地盤ひずみ計測実験"第2回構造物の破壊過程解明に基づく地震防災性向上に関するジポジウム論文集. 35-40 (2001)
• [Publications] 佐藤忠信, 梶 啓介: "モンテカロルフィルターを用いた構造同定"土木学会論文集. Vol.I-55, No.675. 161-170 (2001)