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地盤の液状化メカニズムに立脚したコンクリート砂利化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04402
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
研究機関法政大学

研究代表者

藤山 知加子  法政大学, デザイン工学部, 教授 (60613495)

研究分担者 子田 康弘  日本大学, 工学部, 准教授 (40328696)
仙頭 紀明  日本大学, 工学部, 准教授 (40333835)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2016年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワード繰返し荷重 / 砂利化 / コンクリート / 水圧 / ひび割れ / 床版 / 粗骨材 / 砂利化指数 / 疲労 / 液状化 / せん断 / 細孔構造
研究成果の概要

(1)要素実験 事前にひび割れを入れたコンクリートに水圧を繰返し与えることで,水圧の大きさに応じて,水圧の繰返しにより粗骨材とモルタルの界面破壊が促進され,ひび割れ延長が増加することを定量的に示すことができた.また,粗骨材の種類が砂利化現象に一定程度影響を与えることを確認した.
(2) 数値解析 FEMを用いて,本研究のターゲットである橋梁モデルを構築し,繰返し荷重を与える解析を実施した.解析で得られたコンクリートの応力変動,ひずみ,水圧変動等を求めた.定性的には実験との整合を得たが,定量的な数値を見ると要素実験との差異が大きいことがわかった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

湿潤状態で繰返し作用をうける我が国の道路橋鉄筋コンクリート床版で多くみられるコンクリートの「砂利化」と言われる現象について,その原因のひとつがコンクリート細孔中の凝縮水の水圧上昇によるコンクリート骨格の破壊であるという仮説を,実験と理論から検証した.水圧やコンクリート中の粗骨材等の条件をパラメータとした要素実験(水圧,圧縮,せん断)では,砂利化現象の初期の兆候をとらえることに成功し,これをもとに,「砂利化指数」を提案した.また,FEMにおいても,本指数は損傷を定性的に示すことを確認した.定量的な評価値に改善の余地はあるものの,簡易な指標で砂利化の度合いを評価する手法の提案は,社会的意義がある.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Degradation of submerged/wet concrete under cyclic compression and cyclic shear2019

    • 著者名/発表者名
      藤山 知加子・ 子田 康弘・ 仙頭 紀明
    • 雑誌名

      MATEC Web of Conferences

      巻: 258 ページ: 05012-05012

    • DOI

      10.1051/matecconf/201925805012

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 繰返しの圧縮力およびせん断力を与えたコンクリートの砂利化発生機構の検討2018

    • 著者名/発表者名
      仙頭 紀明・ 子田 康弘・ 藤山 知加子
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 40 ページ: 679-684

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 繰返しの圧縮力およびせん断力を与えたコンクリートの砂利化発生機構の検討2018

    • 著者名/発表者名
      仙頭紀明,子田康弘,藤山知加子
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次講演論文集

      巻: 40

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Degradation of submerged/wet concrete under cyclic compression and cyclic shear2018

    • 著者名/発表者名
      Chikako Fujiyama, Yasuhiro Koda and Noriaki Sento
    • 雑誌名

      Proceedings of 4th International Conference on Sustainable Civil Engineering Structures and Construction Materials

      巻: なし

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 事前載荷と繰返し水圧によるコンクリート砂利化の検証2018

    • 著者名/発表者名
      岡田修哉,藤山知加子,子田康弘
    • 雑誌名

      土木学会年次大会

      巻: 71

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 水圧を繰返し与えたコンクリートにおける砂利化検証実験2017

    • 著者名/発表者名
      藤山 知加子・小川 健・子田 康弘・仙頭 紀明
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 39

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 繰返し水圧載荷によるコンクリートの砂利化再現実験2019

    • 著者名/発表者名
      綿貫毅
    • 学会等名
      土木学会東北支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 事前載荷と繰返し水圧によるコンクリート砂利化の検証2018

    • 著者名/発表者名
      岡田修哉
    • 学会等名
      土木学会年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Degradation of submerged/wet concrete under cyclic compression and cyclic shear2018

    • 著者名/発表者名
      Chikako Fujiyama
    • 学会等名
      SCSCM
    • 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] 繰返しの圧縮力およびせん断力を与えたコンクリートの砂利化発生機構の検討2018

    • 著者名/発表者名
      仙頭紀明
    • 学会等名
      コンクリート工学年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Degradation of submerged/wet concrete under cyclic compression and cyclic shear2018

    • 著者名/発表者名
      藤山知加子
    • 学会等名
      SCESCM
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 事前載荷と繰返し水圧によるコンクリート砂利化の検証2018

    • 著者名/発表者名
      岡田修哉
    • 学会等名
      土木学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 水圧を繰返し与えたコンクリートにおける砂利化検証実験2017

    • 著者名/発表者名
      藤山 知加子
    • 学会等名
      コンクリート工学年次大会2017
    • 発表場所
      仙台国際センター・宮城県・仙台市
    • 年月日
      2017-07-12
    • 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: 2020-03-30  

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