2016 Fiscal Year Annual Research Report
Size Effect on Fracture Energy Test in Concrete
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25820195
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
大野 健太郎 首都大学東京, 都市環境科学研究科, 助教 (80571918)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | コンクリート / 破壊エネルギー / 寸法依存性 / アコースティック・エミッション法 / 骨材最大寸法 / 切欠き高さ / 破壊進行領域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コンクリートの破壊エネルギー試験方法は，切欠きを有するはりの3点曲げ試験方法が日本コンクリート工学会から示されているが，切欠き高さを変えた場合には，同一配合のコンクリートであっても得られる破壊エネルギーは異なり，寸法依存性を有する．本研究では，断面欠損率（切欠き高さ／供試体高さ）と骨材最大寸法をパラメータとして，コンクリートの破壊エネルギー試験を実施し，各断面欠損率および骨材最大寸法における引張軟化特性について考察した．
実験に用いた供試体は，水セメントを40，50%の２水準とし，コンクリートの骨材最大寸法を5，10，20mmに変化させて作製した．また，切欠き高さを30，40，50，60，70，80mmに設定した．実験より，断面欠損率の増加に伴い破壊エネルギーが減少することを確認し，骨材最大寸法によって得られる破壊エネルギーが異なることも確認した．
実験により得られた荷重－開口変位（CMOD）関係において，載荷前から最大荷重まで，最大荷重後は最大荷重を20%刻みに分割し，各荷重段階での外力仕事およびAE源発生領域を算出した．その結果，破壊エネルギー試験では，最大荷重時において，断面欠損率に応じたエネルギーが消費されず，最大荷重直後の区間で断面欠損率に応じたひび割れの安定成長過程に変化することで，この区間において外力仕事が断面欠損率の増加に伴い減少する可能性があると推察された．
次に，多直線近似解析を利用し，引張軟化曲線を求め，その結果とコンクリート標準示方書記載の1/4モデルとの対応関係について検討した．その結果，実験から取得したコンクリートの圧縮強度と引張強度を用いた1/4モデルと多直線近似解析結果の概形がおおよそ一致することが認められた．さらに，引張軟化曲線の初期結合応力は，断面欠損率に依存せず，最大ひび割れ幅が断面欠損率の増加に伴い減少する傾向を示した．
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