2022 Fiscal Year Annual Research Report
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
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20H02218
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
呉 智深 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 特命研究員 (00223438)
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| 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)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ロングゲージカーボンファイバセンサ / ワイヤレスセンシング / ひずみモーダル解析 / 洗掘同定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来の水中コンクリート構造物の点検・調査について、潜水士による目視観察が中心で、客観的な評価が成されていないものと考えられる。また、コンクリートコアを採取し、調査を行う方法も考えられるが、労力・コストともに負担が大きく、広範囲を対象とした調査ができないことも考えられる。特に水中構造物の劣化や局所的な橋脚基礎地盤の洗掘状況を正確に把握することが不可能であった。
本研究では、水中用高耐久性ロングゲージひずみセンサによる各領域のひずみ応答を計測し、静・動的分布ひずみを用いて構造物のたわみや回転、ひび割れや腐食、支承変状、および各種動的特性を直接算定するとともに、橋梁構造物の洗堀および腐食の早期検知システムを構築した。1．微小ひずみ応答を測定できるカーボンファイバセンサの実製作・性能究明および実用性を検討した。カーボンファイバセンサとワイヤレスモジュールを組み合わせてひずみ等の物理量を計測できる限界通信距離は約50 mであった。2．構造解析による洗掘や腐食などの損傷と構造物の振動特性の関連性を確立した上、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各段階の損傷の同定手法の提案した。構造解析からひずみ応答を算出し，そのひずみからひずみ分布と変位，回転角を算出することができた。3．開発したセンサ、装置、検知アルゴリズムを基に、実構造物の損傷評価法の検証を進めた。構造解析から算出したこれらの値とカーボンファイバセンサが計測したひずみとひずみから算出した変位と回転角を比較することによって構造物の健全性を評価できると考える。さらに、自動ロボット打音装置を開発し、AI用いてコンクリート構造物の欠陥を検出し、検査精度を向上させる自動検査手法を提案する。提案された手法でコンクリートの表面欠陥（ひび割れ）、内部および深い欠陥（デラミネーション）を正確に検出し、正確な評価を行う能力を確認した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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