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非接触音響探査を用いたコンクリートの強度評価に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K06542
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 構造工学・地震工学・維持管理工学
研究機関桐蔭横浜大学

研究代表者

大平 武征  桐蔭横浜大学, 大学院工学研究科, 研究員 (10744526)

研究分担者 杉本 和子  桐蔭横浜大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (60642171)
杉本 恒美  桐蔭横浜大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80257427)
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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード非接触音響探査法 / コンクリート硬さ測定 / 振動エネルギー比」 / スペクトルエントロピー / レーザードップラー振動計 / 長距離音響発生装置 / 振動エネルギー比 / レーザドップラ振動計 / LRAD / 維持管理工学 / 構造工学
研究成果の概要

非接触音響探査法によるコンクリート強度評価の可能性を検討するため,強度の異なる3種類のコンクリート供試体(16N/mm2,30N/mm2,45N/mm2)を製作した。打設後の経時変化の計測を非接触音響探査法等で行った。実験結果から振動エネルギー比とスペクトルエントロピーの分布により,コンクリート強度差の検出の可能性が認められた。弾性波速度と圧縮強度には比例関係が見られ,各供試体間の弾性波速度差は最大約500m/sであった。過去に実コンクリート構造物で検出できた事例では1000m/s以上の弾性波速度差があったので,明瞭な検出には弾性波速度差のもっと大きい供試体が必要であると考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

コンクリートの硬さや表層の計測法としては,シュミット・ハンマー法,透水・透気試験やコア抜き検査といった,接触や部分破壊が必要な手法が主流である。遠隔からの音波照射加振を用いた非接触・非破壊的な計測により,コンクリート表層部の経年劣化の度合いの評価が可能になれば独創的な研究であるために学術的な価値は高く,かつ実用化された場合の社会的な意義も極めて大きいと思われる。今回の検討結果から,提案手法では対象物表面の弾性波速度にある程度の差を必要とすることが明らかになった。そこで,仮に速度差の大きい箇所だけでも遠距離から非接触で検出できれば,高所や遠方での点検作業の画期的な効率化が達成できると思われる。

報告書

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

    (11件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] 非接触音響探査法による強度の異なるコンクリート供試体の評価2020

    • 著者名/発表者名
      大平武征・杉本恒美・佐野元昭・杉本和子・上地 樹・中川 裕
    • 雑誌名

      桐蔭論叢 第42号 p125-128 (2020, 6月)

      巻: 第42号 ページ: 125-128

    • NAID

      120006865884

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 非接触音響探査法のための音響学的特徴量を用いた健全部の統計的評価による欠陥検出2018

    • 著者名/発表者名
      杉本和子,杉本恒美,歌川紀之,黒田千歳
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の非破壊検査シンポジウム論文集

      巻: 6 ページ: 241-246

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of internal defects of concrete structures based on statistical evaluation of healthy part of concrete by the noncontact acoustic inspection method2018

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Kazuko、Sugimoto Tsuneyoshi、Utagawa Noriyuki、Kuroda Chitose、Kawakami Akihiko
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 7S1 ページ: 07LC13-07LC13

    • DOI

      10.7567/jjap.57.07lc13

    • NAID

      210000149299

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Evaluation of concrete specimens with different strength by noncontact acoustic inspection method2019

    • 著者名/発表者名
      Takeyuki Ohdaira, Tsuneyoshi Sugimoto, Kazuko Sugimoto, Motoaki Sano, Itsuki Uechi, Nkagawa Yutaka
    • 学会等名
      13th Toin International Symposium on Biomedical Engineering (2019 November).
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Noncontact Acoustic Inspection for Concrete Structures-Statistical Evaluation of a Healthy part of Concrete-2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuko Sugimoto, Takeyuki Ohdaira, Tsuneyoshi Sugimoto
    • 学会等名
      13th Toin International Symposium on Biomedical Engineering (2019 November).
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection and acoustical visualization of internal defects in shotcrete structures by spatial spectral entropy for noncontact acoustic inspection method2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuko Sugimoto, Tsuneyoshi Sugimoto, Hiroshi Morioka, Noriyuki Utagawa, Chitose Kuroda, Takeyuki Ohdaira
    • 学会等名
      The 2019 IEEE International Ultrasonics Symposium (2019 Octber)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非接触音響探査法のための音響学的特徴量を用いた健全部の統計的評価による欠陥検出2018

    • 著者名/発表者名
      杉本和子,杉本恒美,歌川紀之,黒田千歳
    • 学会等名
      第6回コンクリート構造物の非破壊検査シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Inner defect detection for concrete structure by noncontact acoustic inspection method including statistical evaluation of healthy part of concrete2018

    • 著者名/発表者名
      K. Sugimoto, T. Sugimoto, N. Utagawa, C. Kuroda, A. Kawakami
    • 学会等名
      The 6th Japan-US NDT Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of internal defects of concrete for noncontact acoustic inspection method using healthy part extraction2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuko Sugimoto, Tsuneyoshi Sugimoto
    • 学会等名
      12th European Conference of Non-Destructive Testing (12th ECNDT 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extraction of healthy part using two acoustic characteristics for defect detection by non-contact acoustic inspection method2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuko Sugimoto, Tsuneyoshi Sugimoto, Takeyuki Ohdaira, Itsuki Uechi, Noriyuki Utagawa
    • 学会等名
      2017 IEEE International Ultrasonics Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 音響探査法を用いたコンクリート表層欠陥探査技術の開発 -健全部評価に関する検討(II) -2017

    • 著者名/発表者名
      杉本 和子, 杉本 恒美, 歌川 紀之, 黒田 千歳
    • 学会等名
      土木学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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