局所化ひずみをフィードバック信号とした高強度コンクリート試験体の自動圧縮破壊実験

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18760410
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 越川 武晃 北海道大学, 大学院工学研究科, 助手 (10399983)
• Keywords: コンクリート構造 / 高強度コンクリート / 圧縮破壊 / 局所化 / フィードバック制御 / ポストピーク / ひずみ

Research Abstract

本研究は、高強度コンクリート試験体の一軸圧縮載荷実験を対象として、圧縮破壊の局所化領域内の軸方向ひずみの値をフィードバック信号とする自動計測・制御システムを構築し、このシステムによって実験時における高強度コンクリート試験体の爆裂を回避した安定した計測を実現し、さらに高強度コンクリート特有の圧縮破壊性状について検討を行うものである。本年度に実施した研究内容は以下のとおりである。
[1]自動計測・制御システムの構築を行った。このシステムは、アムスラー型万能試験機とデータ集録・信号調節器、およびパソコンによって閉回路機構(クローズド・ループ)を構成したものである。計測・自動制御における1ループの流れは、(1)試験体内部に設置した数点のひずみゲージからの入力アナログ信号をデータ集録・信号調節器に集約し、(2)デジタルデータとしてパソコンに取り込み、計測を行うとともに、(3)各ひずみゲージの計測値から破壊の局所化領域内にあるひずみ値を抽出・選択し、(4)再びデータ集録・信号調節器を介してこのひずみ値をフィードバック信号として試験機に出力し、この値が定速で増加するように制御して載荷を行う、というものである。
[2]コンクリート円柱試験体を作製し、自動計測・制御システムを用いた一軸圧縮載荷実験を行った。本年度の試験体はコンクリートの配合や断面寸法は同一で長さのみを変化させた3種類とし、各試験体中には40mm間隔でひずみゲージを貼付した10mm角のアクリル棒を設置した。実験時には、1ループあたりの計測・制御時間を0.1sに設定し、その時点で最も大きい値を示したひずみゲージの計測値をフィードバック信号として選択することとした。その結果、局所化領域のひずみ値を適切に抽出・選択し定速制御することで、圧縮強度以降のコンクリート試験体の挙動を安定して計測できることを確認した。