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材料・構造物内部の水分量分布の定量的非破壊計測に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H04395
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 構造工学・地震工学・維持管理工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

廣瀬 壮一  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (00156712)

研究分担者 古川 陽  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (60724614)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2016年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワードガイド波 / 分散特性 / 鋼板接着損傷評価 / 電磁波レーダ / カルマンフィルタ / スパース解 / 超音波ガイド波 / 非破壊計測 / 水分量分布 / 超音波 / 電磁波 / 層構造弾性体 / 非破壊評価 / 比誘電率 / 水分量 / 波動伝搬特性
研究成果の概要

本研究の目的は材料あるいは構造物内部の水分量分布を超音波及び電磁波を用いた非破壊計測により推定することである.超音波非破壊計測では,層構造における超音波ガイド波の分散特性を利用することによって層構造内の滞水の有無の判定や滞水層厚さの推定が可能であることを示し,橋梁の鋼板接着部の健全性評価に応用した.電磁波計測では電磁波の反射係数からカルマンフィルタ理論によって土壌中における水分量を推定するアルゴリズムを構築した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

材料・構造物内部の水分の存在は,構造物の強度や寿命に大きな影響を及ぼすことから,構造物の維持管理を行う上で水分量の分布や時間変化を把握することが重要である.従来の水分量計測はあらかじめ内部に計測装置を埋め込むことによって「点」情報を得る手法が主流であった.本研究では超音波探触子や電磁波レーダなどの非破壊計測装置を用いて一度に広範囲な水分量分布を効率的に求めることを可能にしており,得られた研究成果の意義は大きい.

報告書

(5件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 11件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] ESTIMATION OF WATER PONDING ON STEEL PLATE ATTACHED TO THE BOTTOM SURFACE OF REINFORCED CONCRETE SLAB OF HIGHWAY BRIDGES2020

    • 著者名/発表者名
      TACHIBANA Hajime、HIROSE Sohichi、FURUKAWA Akira、NAKAMOTO Keisuke
    • 雑誌名

      Journal of JSCE

      巻: 8 号: 1 ページ: 144-153

    • DOI

      10.2208/journalofjsce.8.1_144

    • NAID

      130007858276

    • ISSN
      2187-5103
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 演算子積分時間領域境界要素法を用いた様々な材料の波動解析2019

    • 著者名/発表者名
      古川 陽,斎藤 隆泰,廣瀬 壮一
    • 雑誌名

      計算工学

      巻: 24 ページ: 3931-3934

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 道路橋鉄筋コンクリート床版下面にある鋼板上の滞水状態の推定2018

    • 著者名/発表者名
      橘 肇,廣瀬 壮一,古川 陽,中本 啓介
    • 雑誌名

      土木学会論文集A1(構造・地震工学)

      巻: 74 号: 3 ページ: 376-384

    • DOI

      10.2208/jscejseee.74.376

    • ISSN
      2185-4653
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ガイド波を用いた鋼板接着補強床版の損傷状態の非破壊評価2018

    • 著者名/発表者名
      廣瀬壮一, 古川陽,橘肇,中本啓介
    • 雑誌名

      超音波TECHNO

      巻: 30

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 非破壊検査における数値シミュレーションの応用2019

    • 著者名/発表者名
      廣瀬 壮一
    • 学会等名
      2019 非破壊検査技術国際検討会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] UKFとしきい値作用素を用いた1次元比誘電率分布の推定2019

    • 著者名/発表者名
      古川 陽,廣瀬 壮一
    • 学会等名
      第65回理論応用力学講演会・第22回土木学会応用力学シンポジウム講演論文集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] インフラの点検・損傷評価 - 鋼板接着により補強された道路橋床版 -2019

    • 著者名/発表者名
      廣瀬 壮一
    • 学会等名
      一般社団法人 日本社会基盤安全技術振興協会 定時総会 併設 勉強会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Time domain CQBEM for wave scattering in complex media2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Furukawa, Sohichi Hirose
    • 学会等名
      WAVES 2019 (14th International Conference on Mathematical and Numerical Aspects of Wave Propagation)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-domain finite element method for wave propagation in fluid-saturated porous solid2019

    • 著者名/発表者名
      A. Furukawa, T. Saitoh, S. Hirose
    • 学会等名
      7th Asian Pacific Congress on Computational Mechanic (APCOM)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-destructive testing and assessment of concrete2018

    • 著者名/発表者名
      Sohichi Hirose
    • 学会等名
      1st International Conference on Concrete and Steel Technology Engineering and Design (CASTED2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多層構造の反射特性に基づく岩盤の誘電率分布の推定手法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      黒澤航,古川陽,廣瀬壮一
    • 学会等名
      第21回応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ガイド波を用いた鋼板剥離部における滞水の有無の判別2018

    • 著者名/発表者名
      松岡芳宜,松野壮展,橘肇,中本啓介,古川 陽,廣瀬壮一
    • 学会等名
      土木学会第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 岩盤の不飽和領域を対象とした1次元誘電率分布の推定手法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      黒澤 航,古川 陽,廣瀬壮一
    • 学会等名
      土木学会第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 鋼板接着補強された鉄筋コンクリート床版の損傷検出アルゴリズムの構築2018

    • 著者名/発表者名
      橘肇,松野壮展,廣瀬壮一,古川 陽,中本啓介,松岡芳宜
    • 学会等名
      土木学会第73回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of an estimation method for dielectric constant distribution in rock using unscented Kalman filter2018

    • 著者名/発表者名
      Wataru Kurosawa, Akira Furukawa, Sohichi Hirose
    • 学会等名
      Eighth Regional Symposium on Infrastructure Development in Civil Engineering(RSID8)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent Development of Nondestructive Evaluation (NDE) for infrastructures - NDE for degradation of reinforced structures2018

    • 著者名/発表者名
      Sohichi Hirose
    • 学会等名
      SeoulTech NDT Forum
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nondestructive Evaluation for Reinforced Concrete Slabs of Bridges2018

    • 著者名/発表者名
      Sohichi Hirose
    • 学会等名
      2019 International Forum on NDT (Hangzhou)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電磁波を用いた1次元誘電率分布の推定手法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      古川陽, 高木勘多, 廣瀬壮一, 山中義彰, 今井博
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ガイド波を用いた鋼板上の滞水層厚の推定2017

    • 著者名/発表者名
      松野 壮展,古川 陽,廣瀬壮一
    • 学会等名
      土木学会第72回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] UKFを用いた1 次元誘電率分布の推定手法の開発と電磁波レーダー実験による検証2017

    • 著者名/発表者名
      黒澤 航,高木勘多,古川 陽,廣瀬壮一,今井 博,山中義彰
    • 学会等名
      土木学会第72回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ガイド波を用いた鋼板接着補強床版の損傷状態の判別2017

    • 著者名/発表者名
      松野 壮展,橘 肇, 古川 陽,廣瀬 壮一
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会平成29年度秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Detection of Water Ponding State on Steel Plate Using Guided Waves2017

    • 著者名/発表者名
      Hajime Tachibana, Sohichi Hirose, Akira Furukawa, Akinobu Matsuno and Keisuke Nakamoto
    • 学会等名
      Proc. 15th Asia Pacific Conference for Non-Destructive Testing(APCNDT2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ガイド波を用いた鋼板上の滞水層厚の推定2017

    • 著者名/発表者名
      松野壮展, 古川陽,橘 肇,廣瀬壮一
    • 学会等名
      第24回超音波による非破壊評価シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Air-coupled Ultrasonic Test in Singly-reinforced Concrete Beam2016

    • 著者名/発表者名
      Raphael Lee, Jason Ongpeng, Andres Oreta, Sohichi Hirose
    • 学会等名
      5th ASEP Convention on Concrete Engineering Practice and Technology
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Advanced nondestructive testing for concrete materials and structures2016

    • 著者名/発表者名
      Sohichi Hirose
    • 学会等名
      5th ASEP Convention on Concrete Engineering Practice and Technology
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Detection of Water Ponding in Steel-plate-bonded Concrete Slab Using Ultrasonic Guided Waves2016

    • 著者名/発表者名
      Hajime Tachibana, Sohichi Hirose, Akira Furukawa,Yoshinori Shimada, Oleg Kotyaev, Keisuke Nakamoto
    • 学会等名
      NDE/NDT for Highways & Bridges: SMT 2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 飽和多孔質弾性体の高周波数域の波動問題に対する有限要素解析2016

    • 著者名/発表者名
      藤本隼史,古川 陽,廣瀬壮一
    • 学会等名
      土木学会第71回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 鋼板接着床版における滞水検出のためのガイド波法2016

    • 著者名/発表者名
      廣瀬 壮一, 橘 肇, 小原 稔生, 古川 陽
    • 学会等名
      土木学会第71回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 電磁波の反射特性を利用した坑道周辺の誘電率分布の推定2016

    • 著者名/発表者名
      高木 勘多, 古川 陽, 廣瀬 壮一, 今井 博, 山中 義彰
    • 学会等名
      土木学会第71回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-01-27  

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