カーボンファイバセンサネットワークによる腐食および洗堀の早期検知システムの構築

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H02218
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 呉 智深 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 特命研究員 (00223438)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 車谷 麻緒 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (20552392)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ロングゲージカーボンファイバセンサ / ひずみモーダル解析 / 腐食同定

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、高耐久性ロングゲージカーボンファイバセンサおよび水中ワイヤレスセンシング技術を使用し、水中構造物におけるカーボンファイバセンサネットワークの開発によって、腐食および洗堀の早期検知システムの構築を行う。まず、一定の空間領域内での微小ひずみ応答ワイヤレスセンシング技術を開発する。また、動的ひずみ応答を用いたひずみモーダル解析手法による洗掘の同定手法の提案を行う。さらに、各損傷量の同定による更新した構造物のパラメータとひずみ測定による構造物の疲労程度評価の連成で総合的な水中構造物の評価システムを構築し、システムを実証する。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本年度では、静・動的マクロひずみの分布応答による構造物内部応力状況、構造物の撓みや回転変形、ひび割れおよび荷重などの同定手法を構築した。また、従来検査困難である川床の洗掘状況を調査するため、動的ひずみ応答の分布計測データを用いたモーダルアナリシス手法を構築し、局所的な損傷に敏感なひずみ振動モードのモーダルパラメータから洗掘量を算定する動的損傷同定解析法を構築した。さらに、橋脚供試体を作製し、塩水や銅板電極を用いた鉄筋の促進腐食試験を行い、開発したセンサで取得した動的ひずみ応答から鉄筋断面の減少量の評価法の検証を進めた。

Strategy for Future Research Activity

今後、土砂基礎に敷設した橋脚供試体を作製し、 3レベル以上の洗堀量を考慮した模型実験を行い、起振器で橋脚モデルに振動を与え、洗堀深さの検知精度を検証する。