2023 Fiscal Year Annual Research Report
内部膨張起因の微細損傷が部材耐荷性能低下に与える影響とその載荷速度依存性の解明
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21K04236
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
玉井 宏樹 九州大学, 工学研究院, 准教授 (20509632)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 大介 大分工業高等専門学校, 都市・環境工学科, 准教授 (40398095)
櫨原 弘貴 福岡大学, 工学部, 准教授 (70580182)
別府 万寿博 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (90532797)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 内部膨張 / アルカリシリカ反応 / コンクリート / メゾスケールモデル / 有限要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，内部膨張によるひび割れなどの微細損傷の載荷速度依存性を明らかにし，有限要素法（FEM）に基づく微細損傷を考慮したコンクリートの高精細数値解析モデルを構築し，最終的に，鉄筋腐食・ASR・それらの複合劣化が生じたRC梁部材の静的及び衝撃荷重下の耐荷性能や破壊挙動を定量評価することである。今年度は，(1)促進膨張させたコンクリート供試体の圧縮試験やRC梁の載荷実験による載荷速度依存性の解明，(2)FEMベースの微細構造解析手法の構築とそれによるASR劣化したRC梁の載荷解析を実施した。それぞれの成果について以下に記す。
(1)一昨年度から促進膨張している供試体に対して，載荷速度をパラメータとした圧縮試験を実施し，微細損傷とひずみ速度依存性の両方が圧縮特性に及ぼす影響について検討し，その結果，ASRによる微細損傷の程度によって，ひずみ速度効果が大きく変化することはないことなどを解明した。
(2)コンクリートを3相（ITZ）から構成するメソスケールモデルを構築し，さらに水分移動・膨張・弾塑性破壊の3ステージの解析を統合した解析手法を用いることで，ASR膨張により劣化したコンクリートの圧縮特性やRC梁の載荷特性を概ね評価できることを確認した。
研究機関全体としても，当初の目的である，内部膨張により劣化したRC梁の静的及び衝撃荷重下の耐荷性能や破壊挙動を実験・解析によって定量評価することを達成したため，今後の合理的かつ適切な維持管理技術の発展に寄与すべきデータ・結果の蓄積ができた。
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