2021 Fiscal Year Annual Research Report
ＰＣ構造物の健全性評価に向けた広帯域超音波法への加振ドップラ技術の導入
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19K22025
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
三輪 空司 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (30313414)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 超音波 / 非破壊検査 / 加振 / ドップラ / PC構造物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コンクリートを鋼棒により圧縮し，耐ひび割れ性能を向上させたプレストレスト(PC)コンクリート構造物において，鋼棒保護用シース管の充填剤の充填不足やそれにともなうPC鋼棒の腐食が顕在化しており，その検知が喫緊の課題となっている。従来法である広帯域超音波法はコンクリート内の骨材等による不要散乱波によりPC鋼棒からの反射波の特定が困難となる場合があった．そこで，本研究では広帯域超音波法に鋼材を電磁加振した際のドプラエコーから鋼材のみを選択的に受信可能な電磁加振超音波ドップラエコー計測法を導入し、PC鋼材劣化評価への適用性を検討する。そこで，(1)広帯域超音波ドップラ計測システム開発、(2)加振による鋼材の振動数値解析法の開発、(3) PC供試体、実橋梁での実験的検討の3テーマにより研究を遂行する。各研究項目毎の本年度の成果を以下に挙げる。
(1)では昨年度開発した超音波パルス送受信型のドップラエコー計測システムにおいて問題となっていたSN比改善のため、連続波掃引型のドップラエコー計測システムによりSN比の改善を試みた．
(2)では励磁コイル形状の最適化として，U型コアを基本とし，それを並べたE型，直方体のI型のコアに対して，鋼材加振力の評価を行った結果，E型コアは同じ磁極断面積において10数%の効率向上が見られ．鉄筋に沿った横長のコア断面形状では20%程度の向上が見られた．また，I型コアでは磁路が1/3程度短かくできるため，コア重量を大幅に低減でき，同一断面積では効率は低下するものの，同一重量では効率が高いことがわかった．また，深部での加振力の低下割合が小さくより深部計測向きであることもわかった．
(3)では樹脂シース管、金属シース管内部に充填するモルタルの充填率を0%、100%の2種類としてPC供試体を作成し、改良した計測システムにより加振応答の妥当性について検討した。
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