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実フィールドでの構造物劣化診断に向けたバイブロレーダ鉄筋腐食評価システムの創出

研究課題

研究課題/領域番号 17H02047
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 社会システム工学・安全システム
研究機関群馬大学

研究代表者

三輪 空司  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (30313414)

研究分担者 迫井 裕樹  八戸工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (30453294)
小澤 満津雄  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (80313906)
栗田 伸幸  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (60435493)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2019年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2017年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
キーワード電磁波レーダ / 非破壊検査 / 鉄筋腐食 / 加振 / 振動変位 / 計測工学 / 可視化 / リモートセンシング / 電磁波レーダ法 / 維持管理
研究成果の概要

励磁コイルに周波数50Hz程度の交流を印可し,鉄筋を正弦振動させ,その振動をドップラレーダの原理に基づき定量計測する加振レーダ法を考案した。また,ネットワークアナライザを基礎とする加振レーダ計測系を開発し,実験を行った。
本システムを用い,RC供試体の鉄筋を強制的に腐食させる電食実験中の鉄筋振動変位をモニタリングした結果,鉄筋腐食量の増加にともない振動変位が4倍程度まで増加することがわかった。
さらに,実フィールドでの適用性について検討するため,八戸工大が所有する撤去橋梁において実験を行い,問題なく計測可能であることを確認した。また,腐食の進んだ鉄筋の振動変位が増加する結果が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来,電気的な手法による鉄筋腐食評価では鉄筋腐食確率や腐食速度が評価されており,腐食量を非破壊的に定量評価することは困難であった。しかし,本研究により鉄筋腐食による腐食生成物の影響により,鉄筋に与えた正弦的な外力に対する振動応答が大きく増加することが明らかとなった。また,振動変位は腐食量に対応しており定量的な腐食量評価の可能性が示唆された。さらに,実フィールドでの有効性も示唆され,実用的な鉄筋腐食評価技術への発展が期待できる。
振動変位の増加は鉄筋の付着力の低下が要因と考えられ,これまで耐力推定に重要であるにもかかわらず,その場計測の困難であった鉄筋付着力の評価にも結び付く可能性がある。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 加振パルスドップラレーダの開発と鉄筋振動変位の周波数依存性2020

    • 著者名/発表者名
      三輪 空司, 松井 隼平, 中村 和弘
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 42

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 加振レーダ法による構造物内の非破壊鋼材腐食評価2019

    • 著者名/発表者名
      三輪 空司
    • 雑誌名

      計測と制御

      巻: 58 号: 11 ページ: 843-847

    • DOI

      10.11499/sicejl.58.843

    • NAID

      130007747067

    • ISSN
      0453-4662, 1883-8170
    • 年月日
      2019-11-10
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 加振パルスドップラレーダによるRC構造物内鉄筋振動変位計測2019

    • 著者名/発表者名
      三輪空司, 高橋一徳, 松井隼平
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 41 ページ: 1781-1786

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 六自由度バケット位置姿勢推定法による地中建機用バケット一体型地中レーダシステム2019

    • 著者名/発表者名
      三輪空司,鈴木智洋
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 55.8 号: 8 ページ: 499-506

    • DOI

      10.9746/sicetr.55.499

    • NAID

      130007689464

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 加振レーダ法を用いた電食中の鉄筋振動変位計測による早期鉄筋腐食検出の試み2018

    • 著者名/発表者名
      三輪空司, 本多秀聡, 富田沙希, 中川貴之
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 40 ページ: 1605-1610

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 鉄筋腐食量評価のための加振レーダ法による電食中の鉄筋振動変位計測2018

    • 著者名/発表者名
      三輪空司, 本多秀聡, 富田沙希, 中川貴之
    • 雑誌名

      非破壊検査シンポジウム論文集

      巻: 6 ページ: 97-102

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] レーザセンサ測位を用いたフリーハンド型RC レーダによる細径配線探査2018

    • 著者名/発表者名
      小関 寿樹弥, 三輪 空司, 親本 俊憲, 宇治川 智
    • 雑誌名

      非破壊検査シンポジウム論文集

      巻: 6 ページ: 107-112

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 加振レーダを用いたイメージングによる鉄筋部位の高精度振動変位推定2018

    • 著者名/発表者名
      堀内亮太, 三輪空司
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の補修, 補強, アップグレード論文報告集

      巻: 18 ページ: 403-408

    • NAID

      40022282427

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 加振レーダ法における振動変位とコンクリートの弾性係数依存性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      飯野和樹, 三輪空司, 迫井裕樹, 小澤満津雄, 阪口裕紀
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の補修, 補強, アップグレード論文報告集

      巻: 18 ページ: 409-414

    • NAID

      40022282446

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 増厚床板下の水平ひび割れ探査のための加振ドップラレーダシステムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      清水俊秀, 三輪空司, 鈴木真, 鎌田敏郎
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の補修, 補強, アップグレード論文報告集

      巻: 18 ページ: 517-522

    • NAID

      40022282800

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 鉄筋腐食評価のための加振RCレーダ法による鉄筋振動変位計測2017

    • 著者名/発表者名
      三輪空司,本多秀聡,小澤満津雄,栗田伸幸
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 39 ページ: 1777-1782

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 加振レーダ法による塩害を受けたRC 部材への鉄筋腐食評価の適用2017

    • 著者名/発表者名
      本多秀聡,三輪空司,志岐仁成,鬼束俊一
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の補修, 補強, アップグレード論文報告集

      巻: 17 ページ: 125-130

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 円筒スロットアンテナによるコアドリル前方鉄筋探査2017

    • 著者名/発表者名
      津野 祐丞,三輪 空司
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の補修, 補強, アップグレード論文報告集

      巻: 17 ページ: 527-532

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 加振レーダ法のためのFEM磁界シミュレータを用いた励磁コイル形状の最適化2020

    • 著者名/発表者名
      清水崇至, 三輪空司
    • 学会等名
      第10回電気学会東京支部栃木・群馬支所合同研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] RC構造物中の鉄筋誘導加熱時のAE発生挙動と加振レーダにおける鉄筋振動変位との関係2020

    • 著者名/発表者名
      久保田僚平, 三輪空司, 小澤満津雄
    • 学会等名
      第10回電気学会東京支部栃木・群馬支所合同研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 鉄筋振動変位計測のための加振パルスドップラレーダの開発2020

    • 著者名/発表者名
      中村和弘, 高根沢彰兵, 小松圭太, 三輪空司
    • 学会等名
      第10回電気学会東京支部栃木・群馬支所合同研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 加振レーダ法における振動変位とコンクリートの弾性係数依存性2019

    • 著者名/発表者名
      山田玲央, 三輪空司, 小澤満津雄
    • 学会等名
      第15回地下電磁計測ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ハンドドリル先端モニタリングのためのRCドップラレーダの開発2019

    • 著者名/発表者名
      高根沢彰兵・三輪空司
    • 学会等名
      第15回地下電磁計測ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 励磁コイル加振に伴うRC 構造物内鉄筋振動変位計測の鉄筋腐食評価への適用2019

    • 著者名/発表者名
      松井隼平, 三輪空司
    • 学会等名
      第36回センシングフォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マウスセンサを用いた 2D 測位によるフリーハンド型 RC イメージングレーダ2019

    • 著者名/発表者名
      三輪 空司,小関 寿樹弥
    • 学会等名
      第36回センシングフォーラム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高周波加振ドップラレーダシステムにおける計測時間高速化2019

    • 著者名/発表者名
      松井隼平, 三輪空司
    • 学会等名
      電気学会北関東支部群馬栃木合同発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 加振レーダ法によるフレッシュコンクリートの硬化過程の強度評価2019

    • 著者名/発表者名
      山田玲央, 三輪空司
    • 学会等名
      電気学会北関東支部群馬栃木合同発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 鉄筋コンクリート穿孔時 ドリル先端リアルタイムモニタリングに関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      高根沢彰兵, 三輪空司, 高橋 一徳
    • 学会等名
      電気学会北関東支部群馬栃木合同発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 加振レーダ法による鉄筋振動変位計測のRC構造物劣化評価への適用2019

    • 著者名/発表者名
      三輪空司
    • 学会等名
      土木学会応用力学委員会計算力学小委員会, 計算力学フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 加振ドップラレーダ法を用いた増厚床版下の水平ひび割れ探査2018

    • 著者名/発表者名
      清水俊秀,三輪空司,鈴木真,鎌田敏郎
    • 学会等名
      2018年度非破壊検査秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] バケット一体型地中レーダシステムによる掘削面下の埋設物イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      三輪空司, 鈴木智洋, 高根沢彰兵
    • 学会等名
      2018年度土木学会全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 加振ドップラレーダにおける励磁コイルの最適化2018

    • 著者名/発表者名
      清水俊秀, 三輪空司
    • 学会等名
      電気学会北関東支部群馬栃木合同発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 加振レーダ法によるコンクリート内振動変位の弾性係数依存性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      飯野和樹, 三輪空司
    • 学会等名
      電気学会北関東支部群馬栃木合同発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 加振レーダ法による実構造物RC部材への鉄筋腐食評価の適用2018

    • 著者名/発表者名
      本多秀聡, 三輪 空司
    • 学会等名
      電気学会北関東支部群馬栃木合同発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 鉄筋部位の加振ドップライメージングによる振動変位推定2018

    • 著者名/発表者名
      堀内亮太, 三輪空司
    • 学会等名
      電気学会北関東支部群馬栃木合同発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] リーハンド型RCレーダのためのレーザマウスを用いたアンテナ位置推定2018

    • 著者名/発表者名
      小関寿樹弥, 三輪空司
    • 学会等名
      電気学会北関東支部群馬栃木合同発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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