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複合的弾性波手法によるコンクリート品質評価法の確立

Research Project

Project/Area Number 19F19747
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 22010:Civil engineering material, execution and construction management-related
Research InstitutionKyoto University
Host Researcher 塩谷 智基  京都大学, 工学研究科, 特定教授 (40443642)
Foreign Research Fellow LIU YUQING  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2019-07-24 – 2022-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2021: ¥100,000 (Direct Cost: ¥100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords埋設センサ / コンクリート / ピエゾ素子 / ひび割れ
Outline of Research at the Start

コンクリートの劣化・損傷を非破壊で調査する手法として,破壊にともなう弾性波,AE(アコ ースティックエミッション)を用いることで,破壊位置,様式,規模を推定することができる .一方,既に破壊が生じたコンクリートの内部を外部からの弾性波励起によって探索する手法 に弾性波トモグラフィ法がある.本研究では,両者を組み合わせ,破壊の逐次進行をAEにより ,定期的な破壊探索を弾性波トモグラフィにより評価しようとするものである.具体的には, AE源と弾性波パラメータ(伝播速度,エネルギー減衰)などを用いて,劣化損傷位置を空間的 に把握することで,コンクリートの定量的劣化指標を提案する.

Outline of Annual Research Achievements

コンクリートの劣化・損傷を非破壊で調査する手法として,破壊にともなう弾性波,AE(アコ ースティックエミッション)を用いることで,破壊位置,様式,規模を推定することができる .一方,既に破壊が生じたコンクリートの内部を外部からの弾性波励起によって探索する手法に弾性波トモグラフィ法がある.本研究では,両者を組み合わせ,破壊の逐次進行をAEにより ,定期的な破壊探索を弾性波トモグラフィにより評価しようとするものである.
本年度は,将来の実装を視野に,簡便な検出センサの研究開発に力点を置き,コンクリート埋設型ピエゾセンサを試作し,弾性波の検知性能に関する基礎検討を行った.
その結果,埋設型ピエゾセンサは市販のピエゾセンサ(AEセンサ)と比べ,広い周波数帯域で感度を有しており,実験条件では50kHz~150kHzに有効な特性を示した.また,弾性波の初動部も容易に判断できる感度を有しており,得られた弾性波の到達時間から弾性波の伝播時間を算出することで,埋設型ピエゾセンサでも供試体中のひび割れ位置が推定可能であった.

今後,本センサの改良を継続するとともに,コンクリート打設後の初期品質の定量的評価にも利用する予定である.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究の目的を達成するためのセンサ開発に目途がたった.今後,センサの改良改善を係属するとともに,埋設型センサを用いたコンクリート初期品質の評価に応用していく予定である.

Strategy for Future Research Activity

現状コンクリートの劣化はひび割れなどが顕在化した後に判断されているが,ひび割れ発生に至る過程に加え,初期品質確保の重要性が唱えられはじめている.そこで,本研究では,コンクリートの一生を左右するdnaといえる,コンクリートの初期品質の信頼性を,コンクリート打設時に簡便な”埋設型ピエゾセンサ”を複数設置,万が一のひび割れ発生にともなうAE計測の他,定期期に弾性波の送受信を繰り返すことで,コンクリートの強度発現過程,さらには,内部の健全性を速度など,種々の弾性波パラメータを用いて定量化していく.これらを通じて,コンクリート構造物のライフサイクル評価の一助として貢献していく.

Report

(1 results)
  • 2019 Annual Research Report

Research Products

(6 results)

All 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] Shenzen University(中国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Guided wave based corrosion process monitoring with embedded smart element2020

    • Author(s)
      Yuqing Liu
    • Organizer
      6th International Conference on Construction Materials
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Influence of the coupling agent on the acoustic emission testing2020

    • Author(s)
      Yuqing Liu
    • Organizer
      The 20th World Conference on Non-Destrcutive Testing
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Early hydration process evaluation in cement paste using active acoustic emission testing2020

    • Author(s)
      Yuqing Liu
    • Organizer
      Structural Faults & Repair-2021 and European Bridge Conference-2021
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] インフラ先端技術産学共同講座

    • URL

      http://iti-labo.kuciv.kyoto-u.ac.jp/index.html

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] インフラ先端技術コンソーシアム

    • URL

      https://citi.kuciv.kyoto-u.ac.jp

    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-07-30   Modified: 2021-08-30  

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