ゲル・液状物質の膨張による劣化が生じるコンクリート構造のマルチスケール耐久性力学

• 研究課題/領域番号: 15H05531
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 構造工学・地震工学・維持管理工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高橋 佑弥 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (10726805)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 23,920千円 (直接経費: 18,400千円、間接経費: 5,520千円); 2016年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円); 2015年度: 14,820千円 (直接経費: 11,400千円、間接経費: 3,420千円)
• キーワード: 耐久性力学 / アルカリ骨材反応 / 凍結融解作用 / 複合劣化 / 疲労 / コンクリート / アルカリシリカ反応 / 構造性能

研究成果の概要

ゲル・液状水による膨張劣化が生じる鉄筋コンクリート構造物の挙動予測のために，材料‐構造統合解析システムに新たなモデルを実装し，耐久性力学が評価可能な解析システムを構築した．アルカリ骨材反応による膨張性ゲル生成と，凍結融解作用による空隙水の凝固と膨張に関する化学-物理統合モデルを作成し，それらの複合劣化が計算可能なシステムを達成した．さらに，非破壊検査と数値計算を組み合わせることで，膨張劣化が生じた既存の鉄筋コンクリート床版を対象とした余寿命予測を予測する手法について提案した．

研究成果

• [雑誌論文] Computational Life Assessment of ASR-damaged RC Decks by Site-Inspection Data Assimilation (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuya Takahashi, Yasushi Tanaka, Koichi Maekawa
  • 雑誌名: Journal of Advanced Concrete Technology 巻: 16 号: 1 ページ: 46-60
  • DOI: 10.3151/jact.16.46
  • NAID: 130006317810
  • ISSN: 1346-8014, 1347-3913
  • 年月日: 2018-01-23
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ASRが生じるRC梁の膨張挙動と力学特性に及ぼす先行曲げひび割れの影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小川森平，髙橋佑弥，前川宏一
  • 雑誌名: コンクリート工学年次論文集 巻: 40
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Strong Coupling of Freeze-Thaw Cycles and Alkali Silica Reaction - Multi-scale Poro-mechanical Approach to Concrete Damages - (2017)
  • 著者名/発表者名: Fuyuan Gong, Yuya Takahashi, Koichi Maekawa
  • 雑誌名: Journal of Advanced Concrete Technology 巻: 15 号: 7 ページ: 346-367
  • DOI: 10.3151/jact.15.346
  • NAID: 130005830309
  • ISSN: 1346-8014, 1347-3913
  • 年月日: 2017-07-21
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Modeling of Chloride Transport Resistance in Cement Hydrates by Focusing on Nanopores (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuya Takahashi and Tetsuya Ishida
  • 雑誌名: Journal of Advanced Concrete Technology 巻: 14 号: 11 ページ: 728-738
  • DOI: 10.3151/jact.14.728
  • NAID: 130005285062
  • ISSN: 1346-8014, 1347-3913
  • 年月日: 2016-11-23
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Scale-Dependent ASR Expansion of Concrete and Its Prediction coupled with Silica Gel Generation and Migration (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, Y., Ogawa, S., Tanaka, Y. and Maekawa, K.
  • 雑誌名: Journal of Advanced Concrete Technology 巻: 14 号: 8 ページ: 444-463
  • DOI: 10.3151/jact.14.444
  • NAID: 130005405378
  • ISSN: 1346-8014, 1347-3913
  • 年月日: 2016-08-18
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 固液二相モデルを用いたASR膨張モデルと床版疲労解析への応用，コンクリート工学年次論文集 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋佑弥，田中泰司，前川宏一
  • 雑誌名: コンクリート工学年次論文集 巻: 38(1) ページ: 1029-1034
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Computational modeling of combined frost damage and alkali-silica reaction to the durability of RC bridge decks (2018)
  • 著者名/発表者名: Fuyuan Gong
  • 学会等名: The Conference on Computational Modelling of Concrete and Concrete Structures (EURO-C 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Nonlinear coupling models of alkali-silica reaction and multi-directional cracked reinforced concrete (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuya Takahashi
  • 学会等名: The Conference on Computational Modelling of Concrete and Concrete Structures (EURO-C 2018)
  • 国際学会
• [学会発表] Long-Term Load Bearing Capacity of Reinforced Concrete Coupled with Poromechanical Model for Alkali Silica Reaction (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryo Taguchi
  • 学会等名: Sixth Biot Conference on Poromechanics
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of Preceding Cracks on ASR Expansion of Concrete and Its Poro-Mechanical Modeling (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimpei Ogawa
  • 学会等名: Sixth Biot Conference on Poromechanics
  • 国際学会
• [学会発表] Modeling of the Expansion under Combined Freeze-thaw Cycles and Alkali Silica Reaction for Concrete Material (2017)
  • 著者名/発表者名: Fuyuan Gong
  • 学会等名: Fifteenth East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering & Construction
  • 国際学会
• [学会発表] Data Assimilation for Performance Assessment of Existing Structural Concrete damaged by Alkali Silica Reactions (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuya Takahashi
  • 学会等名: Fifteenth East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering & Construction
  • 国際学会
• [学会発表] ASRゲルの移動性に伴うコンクリート膨張の寸法効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川森平
  • 学会等名: 土木学会第71回年次学術講演会講演概要集
  • 発表場所: 宮城県仙台市，東北大学川内北キャンパス
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] Chmo-hygral and poro-mechanical modeling for ASR and structural performance assessment of RC bridge decks (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, Y.
  • 学会等名: 15th International Conference on Alkali Aggregate Reaction
  • 発表場所: サンパウロ，ブラジル
  • 年月日: 2016-07-03
  • 国際学会
• [学会発表] Crack-gel interaction on the static and fatigue failure of ASR-damaged RC slabs (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, Y.
  • 学会等名: 9th International Conference on Fracture Mechanics of Concrete and concrete Structures
  • 発表場所: Berkeley, California USA
  • 年月日: 2016-05-29
  • 国際学会
• [学会発表] Multi-scale Fatigue Simulations of RC Bridge Slabs Subjected to ASR Expansions (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuya Takahashi
  • 学会等名: 7th International Conference of Asian Concrete Federation
  • 国際学会
• [学会発表] Uniaxial Restraint Tests under High-Stress Conditions and a Chemo-Hygral Model for ASR Expansion (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, Y.
  • 学会等名: CONCREEP-10
  • 発表場所: ウィーン，オーストリア
  • 年月日: 2015-09-21
  • 国際学会
• [学会発表] Computational Fatigue Life Assessment of Corroded Reinforced Concrete Beams (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, Y.
  • 学会等名: CONCREEP-10
  • 発表場所: ウィーン，オーストリア
  • 年月日: 2015-09-21
  • 国際学会
• [学会発表] Chemo-hygral model for ASR expansion and its effects on fatigue lives of bridge slabs (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, Y.
  • 学会等名: XIII International Conference on Computational Plasticity
  • 発表場所: バルセロナ，スペイン
  • 年月日: 2015-09-01
  • 国際学会