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磁歪型弾性波装置によるコンクリートの表層品質・内部欠陥の革新的な非破壊診断手法

研究課題

研究課題/領域番号 18K04314
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分22010:土木材料、施工および建設マネジメント関連
研究機関富山県立大学

研究代表者

内田 慎哉  富山県立大学, 工学部, 准教授 (70543461)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードコンクリート / 非破壊検査 / 弾性波 / 表面波 / 磁歪 / 応力 / 鉄筋腐食 / ひび割れ深さ / 品質 / 位相速度 / 非破壊試験 / 弾性波動解析 / 表層品質 / 塩害 / 減衰特性 / 火害 / 弾性波法 / PCグラウト / 伝搬速度 / 内部欠陥
研究成果の概要

本研究では、まず、動磁場解析や弾性波動解析を援用して、磁歪型弾性波装置を開発した。続いて、開発した磁歪型弾性波装置を活用して、コンクリート部材の応力推定、鉄筋の腐食程度の評価およびひび割れ深さの推定を試みた。その結果、表面波の位相速度や振幅減衰に着目することで、従来の非破壊試験では評価が困難な場合であっても、有効かつ的確な診断が可能であることを明らかにした。したがって、本研究で開発した「磁歪型弾性波装置による革新的な非破壊診断手法」は、極めて有効は診断手法になり得ることがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

コンクリート分野の非破壊試験では、コンクリートの品質や内部欠陥を評価することが重要である。これまで様々な方法でアプローチしてきたが、適切な非破壊試験が無いのが現状であった。特に弾性波を利用した場合、入力方法が鋼球打撃、着目する弾性波が縦波のみと、場当たり的な検討しか行っていなかった。それ故、年々高まるニーズに応えられず、この分野の信頼性を低下させてきた。これを打破するため、本研究では、「弾性波の入力方法」には「磁歪」、「受信する弾性波」は「表面波」とした。その結果、コンクリートの品質や内部欠陥を的確に評価することが可能となり、当該分野において技術革新を起こす礎を築くことができたと考えている。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] マルチチャンネル衝撃弾性波法に基づくPC橋梁に作用する合成曲げ応力の非破壊評価手法2024

    • 著者名/発表者名
      内田慎哉,山本紗衣,土井真郷,桃木昌平
    • 雑誌名

      インフラメンテナンス実践研究論文集

      巻: 3 号: 1 ページ: 126-135

    • DOI

      10.11532/jsceim.3.1_126

    • ISSN
      2436-777X
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] マルチチャンネル衝撃弾性波法により測定した縦波速度・表面波位相速度とPC箱桁橋に作用する合成曲げ応力との関係2022

    • 著者名/発表者名
      山本紗衣,内田慎哉,藤井壮太
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 44 ページ: 1324-1329

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 衝撃弾性波法による鉄筋腐食に起因するコンクリート表層部の変状の非破壊評価手法に関する基礎的検討2021

    • 著者名/発表者名
      藤井壮太,内田慎哉,岩野聡史,片岡繁人
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 43

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 表面波の減衰特性に基づくコンクリートのひび割れ深さの推定に関する解析的検討2021

    • 著者名/発表者名
      青沼拓朗
    • 学会等名
      令和3年度土木学会全国大会 第76回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 衝撃弾性波法による塩害劣化したコンクリートの鉄筋腐食の評価手法2020

    • 著者名/発表者名
      藤井壮太
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会2020年度秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 衝撃弾性波法の更なるそして秘めたる可能性2019

    • 著者名/発表者名
      内田慎哉
    • 学会等名
      iTECS技術協会(技術交流会)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] コンクリート構造物の維持管理における非破壊試験の活用方法2019

    • 著者名/発表者名
      内田慎哉
    • 学会等名
      日本リバコン協会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ウォーターカップリング磁歪センサによるコンクリートの弾性波伝搬速度の測定2019

    • 著者名/発表者名
      内田慎哉,松橋貫次,湊 利行,栗原陽一,伊藤 始
    • 学会等名
      日本機械学会(2019年度年次大会)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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