2022 Fiscal Year Annual Research Report
Evaluation of fiber orientation and failure analysis of full scale ultra-high-strength fiber reinforced concrete members
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20H02220
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
内田 裕市 岐阜大学, 工学部, 教授 (20213449)
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2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 超高強度繊維補強コンクリート / 繊維の配向 / X線CT / 引張軟化特性 / 有限要素解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．昨年度，パネル（1200×1200×100mm）試験体中の繊維の配向について検討し，一様打込みの場合に，パネルの正面から見ると繊維が鉛直方向に配向し，側面から見るとV字型になることがX線CTにより観察された。本年度はこのような配向のメカニズムを解明するために可視化コンクリートを用いた実験を行った。その結果，打込まれるコンクリートが既に打込まれたコンクリート中に自由落下することで，その運動エネルギにより既に打込まれたコンクリート中の繊維が鉛直方向に引き込まれるためであることが明らかとなった。
２．スラブ部材を対象として，コンクリートの打込み位置と載荷方向が異なる場合の部材耐力の違いを曲げ載荷試験により確認した。さらにX線CTを用いて破断面付近の繊維の配向を確認し，その配向を考慮した FEM モデルを用いて破壊解析を実施した。その結果，スラブの端部と中央部で耐力に差があり，中央部の方が耐力が低いこと，また，打込み面側から載荷した場合に比べ，底面側から載荷した場合に耐力が低下することが載荷試験により明らかとなり，これらの結果がX線CTによる繊維の配向の観察結果と定性的に一致することが明らかとなった。さらに，配向を考慮したFEM解析の結果，耐力の解析結果は実験値より高い結果となった。その原因は，繊維の配向から推定された引張軟化曲線の応力が高いためであると考えられるが，本解析モデルにより，スラブの部位および載荷方向によって耐力が異なる傾向は再現することができた。
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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
本年度はスラブ部材中の繊維の繊維の配向と破壊耐力の関係について実験データを得ることができ，さらにFEM解析も実施しており，ほぼ計画どおりに進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度にあたり，スラブならび突起部材の試験結果と解析結果を論文としてまとめ，投稿する予定である。また，本研究を総括する形で大型はりおよびパネル部材を含め，超高強度繊維補強コンクリート部材中の繊維の配向について論文をまとめる予定である。
さらに，ひび割れ面のせん断特性に対する繊維の配向の影響に関する検討に関しては実験は23年度前半で完了する計画であり，これについても論文としてまとめ投稿する予定である。
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