スペックルパターン干渉法によるコンクリートの硬化・劣化過程の動的全視野ひずみ計測

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14655164
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 松田 浩 長崎大学, 工学部, 教授 (20157324)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 後藤 信行 長崎大学, 環境科学部, 教授 (20100894) ; 添田 政司 福岡大学, 工学部, 助教授 (50148871) ; 一宮 一夫 大分工業高等専門学校, 助教授 (00176306) ; 古賀 掲維 長崎大学, 大学教育機能開発センター, 講師 (60284709) ; 崎山 毅 長崎大学, 工学部, 教授 (30039664)
• Keywords: 電子スペックルパターン干渉法 / 非接触ひずみ計測 / 全視野ひずみ計測 / コンクリート硬化過程 / コンクリート劣化過程

Research Abstract

電子スペックルパターン干渉(ESPI)計測法により、コンクリートの硬化過程および劣化過程におけるひずみ分布の推移を観察し、本研究の目的である光学的手法による非接触・全視野ひずみ計測の有効性を確認することができた。以下に本研究で実施した研究実績の概要を記述する。
1.無筋コンクリートの三点曲げ試験を実施し、ESPI計測によりひび割れ発生から破壊に至るまでのひずみ分布の推移を観察することができ、コンクリートのひび割れ発生後の挙動を精度よく計測することができることを確認した。
2.スパン40cmの鉄筋コンクリート部材を製作し、せん断スパンと有効高さの比(a/d)を変化させて四点曲げ試験を実施し、曲げひび割れから斜めせん断ひび割れの発生、破壊に至るまでの破壊過程におけるひずみ分布の推移を詳細に観察した。曲げひび割れ発生後、斜めひび割れが発生する際のひずみ集中、最終的な破壊に至るときの圧縮縁のコンクリート部のひずみ集中、破壊形式パターンによりひずみ分布の推移状態が変化することなどを観察することができ、今後のRC梁のせん断挙動特性に関する研究方法に目途が立った。
3.新旧コンクリートの打継部表面粗度と付着せん断特性を明らかにすることを目的として、まず、数種の表面粗さを有するコンクリートの表面粗度を三次元計測装置で計測し、得られた形状計測データを用いていくつかの粗度定量化手法を用いて定量化を行った。さらに傾斜せん断試験と曲げ試験を実施し、得られた付着強度データと粗度の定量値との相関関係を調べた。その結果、曲げ試験では表面積の増加率、傾斜せん断試験では平均深さによる粗度定量値に付着強度との相関が大きいことが認められた。
4.自己収縮特性が大きいレジンコンクリートの打設直後から硬化するまでのひずみ分布の推移をESPI計測により観察した。コンクリートの硬化過程のように材齢とともに強度発現が変化するような場合にも本計測の有効性を確認することができた。

Research Products

• [Publications] 松田 浩: "スペックル干渉による非接触全視野ひずみ計測法"応用力学論文集(土木学会). Vol.6. 1081-1088 (2003)
• [Publications] 松田 浩: "スペックル干渉法による鋼部材の非接触全視野ひずみ計測"鋼構造年次論文報告集. Vol.11. 519-524 (2003)
• [Publications] 松田 浩: "コンクリート打継部のせん断付着性状に関する研究"土木学会第58回年次学術講演会概要集. CD-ROM. (2003)
• [Publications] 牧野 高平: "コンクリートの表面粗度と付着特性に関する研究"平成15年度土木学会西部支部研究発表会講演概要集. 第1分冊. A430-A431 (2004)
• [Publications] 神原 天鳴: "曲げを受けるRCはりの全視野ひずみ計測と破壊モードに関する研究"平成15年度土木学会西部支部研究発表会講演概要集. 第1分冊. A504-A505 (2004)
• [Publications] 崎村 陽介: "異種材料で補強されたRC構造物の3次元FEM解析"平成15年度土木学会西部支部研究発表会講演概要集. 第1分冊. A496-A491 (2004)