2014 Fiscal Year Research-status Report
コンクリート構造物の閉じたき裂評価のための低周波非線形超音波映像法の創出
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26630340
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
小原 良和 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90520875)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山中 一司 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00292227)
辻 俊宏 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70374965)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 非破壊検査 / 非線形超音波 / コンクリート / 閉じたき裂 / フェーズドアレイ / 欠陥検出 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高度経済成長期に建設されたインフラ（トンネル、橋梁等）の経年劣化が社会問題となっているが、その安全性保障のための非破壊検査において、「閉じたき裂」は最難関課題だった。これまで、我々は閉じたき裂の映像法（subharmonic phased array for crack evaluation: SPACE）を開発し、金属試験片でその有効性を実証してきた。しかし、インフラの大半を占めるコンクリートは金属より遥かに不均質で高減衰のため、超音波の伝搬・散乱挙動が極めて複雑であり、これまでのMHz帯域のSPACEでは検査できない。そこで本研究では、コンクリート構造物の閉じたき裂の低周波非線形超音波映像法を創出することを目的とする。本年度は下記2項目を遂行した。
[1]コンクリート試験片の準備：本年度はコンクリート試験片に2種類の欠陥を導入した。1つ目は、発泡スチロール薄板を挿入することで、剥離欠陥を模擬した。2つ目は、鉄筋コンクリートを再現するため、鉄筋を導入した。また、鉄筋コンクリートでは、鉄筋腐食に伴う鉄筋-コンクリート間の剥離が強度低下を引き起こすため、塩化ナトリウム水溶液に試験片を浸漬させた後、鉄筋に電気を流すことで、加速腐食試験を行った。尚、これらの試験片作製は平成28年度以降も継続する。
[2]低周波送信探触子の検討：1 MHzおよび500 kHzの圧電探触子を用いて、[1]で作製したコンクリートブロックで減衰を調べた。ここでは、広帯域にフラットな受信特性を持つレーザ干渉計を受信側に用いた。その結果、両探触子で高周波成分が減衰する結果が得られたが、受信波形の中心周波数が500 kHz以下であったことから、500 kHzの探触子が適していることが分かった。また、き裂などの欠陥に対する感度向上のため、それらの探触子に適した斜め入射用の楔のプロトタイプも作製した。尚、これらの探触子作製は平成28年度以降も継続する。
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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
当初の予定通り、進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度遂行した「コンクリート試験片の準備」および「低周波送信探触子の検討」を引き続き遂行するとともに、レーザ振動計スキャンによる伝搬・散乱挙動の可視化、遅延則や周波数ファイル処理を採用した映像化アルゴリズムの構築を行う。
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| Causes of Carryover |
平成26年度に、コンクリート試験片結果での波形計測がメインの基礎実験結果について学会等で発表する予定であったが、更に実験を進めることで、映像化結果も含めたよりインパクトのある形での発表が可能になることが分かったため、計画を変更し、次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることとしたい。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
学会発表の経費に使用する予定である。
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