2014 Fiscal Year Annual Research Report
音響トモグラフィによる樹木の非破壊腐朽診断法の高精度化
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26292079
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山田 利博 東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (30332571)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 祐子 独立行政法人森林総合研究所, 森林微生物研究領域, チーム長 (60343802)
山下 香菜 独立行政法人森林総合研究所, 木材特性研究領域, 主任研究員 (60353900)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 材変色腐朽 / 危険度診断 / 非破壊検査 / 音響波 / 材強度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ケヤキおよびオオシマザクラを用い、形状（4種類：真円、三日月形、中心スリット、辺縁スリット）や大きさ（3～4段階）を変えた人工空洞円板を作成し、音響波（疑似ランダム波という伝達性に優れた特殊な波形を使用）の伝播速度を指標とした非破壊腐朽診断を行った。発振周波数（10～40ｋHz）や信号を捉える閾値であるノイズ偏差を変えてその影響を調べ、両者の適切な値を明らかにした。また、空洞の形状が診断結果に及ぼす影響を検証し、両者の関連から実際の診断の際の参考になる指標を得た。簡便な非破壊検査法である横打撃共振法による共振周波数を用いた診断も同時に実施し、両者の特性、相互の関係を検証し、似た特性を持つことを明らかにした。
針葉樹（サワラ）、広葉樹（クヌギ）で発振周波数を変えて腐朽被害木の診断および伐採による結果の検証を行い、容積密度を腐朽程度の指標として、密度の低下と音響波伝播速度、診断結果との関係を明らかにした。人工空洞木および自然の腐朽被害木を総合して、発振周波数については、直径30～60cm程度の材で20～30kHzが適切で、高周波では特に健全木で材の中心部を通って伝達しにくくなるとともにノイズが大きくなり、低周波では実際より空洞腐朽が大きく推定される傾向があった。
材の乾燥に伴う音響波伝播速度の分布の変化や診断結果に及ぼす影響についても検証を行った。乾燥に伴って、健全木の円板では伝播速度がやや低下し、人工空洞円板では診断結果がぼやける傾向が認められた。
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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
得られた材料の都合により測定する試料の順序を変更したが、26年度は広葉樹2樹種で人工空洞試験を実施し完了することができた。針葉樹の人工空洞試験については27年度の早い時期に実施する予定である。
自然の腐朽被害木については針葉樹、広葉樹各1樹種で診断を実施したが、円板を用いた密度や強度と測定指標との関連といった詳細なデータの検証は一部が完了した状態である。
主要な成果の学会発表はエントリー数の制限もあり27年度に持ち越した。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度の早い時期に、針葉樹で種々の人工空洞円板を作成し、空洞の形状や大きさの違いによる診断結果の差異を明らかにする。材の乾燥を進めて診断結果の変化を調べる。これらにより適切な発振周波数やノイズ偏差の確定を行う。
腐朽被害木を用いた診断結果と材の密度や強度との関係から、腐朽程度と音響波の伝播経路が発振周波数でどのように変わるかを明らかにする課題では、材の強度との関連に重点を置いてデータを補強する。
密度や強度と音響波の伝播速度との相関関係を明らかにするために、腐朽菌を接種した人工腐朽材片での診断も実施する。
また、音響波の減衰率を用いた新たな診断手法の開発に取り組む。
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| Causes of Carryover |
伐採できない腐朽被害木を調査する場合に、フラクトメータを購入して立木から採取した成長錐コアの強度を測定する予定であったが、26年度に調査した腐朽被害木は伐採することができたため、購入を先延ばしにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
現場で材強度を測定するためのフラクトメータおよび土壌硬度計を購入する経費の一部として使用する。
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