2021 Fiscal Year Annual Research Report
Clarification on Shear Resisting Mechanics of Damaged Concrete Members Based on Micro-Structural Interactive Fracture Mechanics
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19H02226
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
三木 朋広 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (30401540)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上田 尚史 関西大学, 環境都市工学部, 准教授 (20422785)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 微視－構造連成破壊力学 / アルカリシリカ反応(ASR) / せん断スパン有効高さ比a/d / せん断耐荷機構 / RCディープビーム / 圧縮破壊エネルギー / ポストピーク挙動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、アルカリシリカ反応(ASR)によって劣化したコンクリート部材のせん断抵抗機構を理論的に説明することを最終目標とする。2021年度は、コンクリートの内在損傷がひび割れ進展に与える影響と部材強度の寸法効果を明らかにするために、ASR劣化が生じたコンクリート供試体ならびにRC部材の載荷実験を実施した。得られた成果は以下の通りである。
成果1：ASRが生じたRCはりのせん断耐荷機構を明らかにするため、実験的に詳細調査を行った。実験ではせん断スパン有効高さ比a/d = 1.0（ディープビーム）、2.5（ショートビーム）、4.5（スレンダービーム）の3種類のRCはりを対象とした。せん断載荷試験では、ASRによる主鉄筋に沿ったひび割れの開口変位、鉄筋ひずみ、ならびに画像解析によって斜めひび割れの進展挙動を計測した。一連の実験によって、斜めひび割れの発生荷重、ひび割れの角度や分散性の違いにより、a/dが異なるASR供試体のせん断耐力に与える影響を明らかにした。
成果2：ASR劣化したコンクリートのポストピーク挙動について実験的に検討をした。膨張が1000～3000μ程度の無拘束のコンクリートの圧縮破壊試験をした結果、劣化に伴い弾性係数は大幅に低下するものの、圧縮強度や圧縮破壊エネルギーは大きく低下しないことを明らかにした。また、画像解析を用いて圧縮破壊における局所化挙動を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の目標であったコンクリートの内在損傷がひび割れ進展に与える影響と部材強度の寸法効果を明らかにすることはほぼ計画通り達成することができた。得られた成果は、JCIコンクリート工学年次論文集に投稿できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度の2022年度は、申請計画の通り、初年度構築した材料モデルを非線形解析に実装して、昨年度実験した構造部材の破壊進展挙動を解析的に評価する。また、大型RCはりの載荷実験を系統的に実施し、RCはりのせん断強度の寸法効果に与える破壊局所化領域の影響を明らかにすることを目指す。
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