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複合的弾性波手法によるコンクリート品質評価法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 19F19747
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
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
研究機関京都大学

研究代表者

塩谷 智基  京都大学, 工学研究科, 特定教授 (40443642)

研究分担者 LIU YUQING  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2019-07-24 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2021年度: 100千円 (直接経費: 100千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードコンクリート / 劣化 / AE / ライフサイクル評価 / 弾性波おらメータ / トモグラフィ / 尊書評価 / 埋設センサ / ピエゾ素子 / ひび割れ
研究開始時の研究の概要

コンクリートの劣化・損傷を非破壊で調査する手法として,破壊にともなう弾性波,AE(アコ ースティックエミッション)を用いることで,破壊位置,様式,規模を推定することができる .一方,既に破壊が生じたコンクリートの内部を外部からの弾性波励起によって探索する手法 に弾性波トモグラフィ法がある.本研究では,両者を組み合わせ,破壊の逐次進行をAEにより ,定期的な破壊探索を弾性波トモグラフィにより評価しようとするものである.具体的には, AE源と弾性波パラメータ(伝播速度,エネルギー減衰)などを用いて,劣化損傷位置を空間的 に把握することで,コンクリートの定量的劣化指標を提案する.

研究実績の概要

本研究の目的は,コンクリートの劣化・損傷を非破壊で調査する手法として,ひずみエネルギー解放にともなう,弾性波,AE(アコ ースティック・エミッション)を用いることで,破壊の発生位置,破壊の様式,破壊規模などを推定することができる.この破壊にともなうAEは,一次AEと呼ばれ,厳密には非破壊試験ではない.一方,コンクリートの外力変動,さらには内部応力の変動を利用し,コンクリート内部の既存損傷の可逆的な変化(すべりなど)にともなうAEは二次AEと呼ばれ,破壊を進展させないことから,本来の非破壊調査として,既存構造物の健全性評価に利用されている.外部からの弾性波励起によって評価すうる手法に弾性波トモグラフィ法がある.本研究では,両者を組み合わせ,破壊の逐次進行をAEにより,定期的な破壊探索を弾性波トモグラフィにより 評 価しようとするものである.具体的には, AE源と弾性波パラメータ(伝播速度,エネルギー減衰)などを用いて,劣化損傷位置を空間的 に 把握 することで,コンクリートの定量的劣化指標を提案する.これらに,コンクリート のライフサイクル品質評価に貢献することを目的 としている専用に開発したセンサを実構造物に適用し,その信頼性に関する検討を行う.具体的には,開発センサの感度に関して,方向性を確認するほか,経時劣化などの確認計測を実コンクリート構造物に埋設して検討した.得られた成果をまとめ,論文化の準備を行った.併せて,コンクリート構造物の実劣化調査も行い,開発センサの実適用性を現地で検討した.

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Shenzen University(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Research on in-situ corrosion process monitoring and evaluation of reinforced concrete via ultrasonic guided waves2022

    • 著者名/発表者名
      Liu Yuqing、Ding Weijian、Zhao Peng、Qin Lei、Shiotani Tomoki
    • 雑誌名

      Construction and Building Materials

      巻: 321 ページ: 126317-126317

    • DOI

      10.1016/j.conbuildmat.2022.126317

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Roles of CSH gel in the microstructure and piezoelectric properties variation of cement-based piezoelectric ceramic composite2022

    • 著者名/発表者名
      Ding Weijian、Xu Weiwei、Dong Peng、Liu Yuqing、Shiotani Tomoki
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 306 ページ: 130952-130952

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2021.130952

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cement-Based Piezoelectric Ceramic Composites for Sensing Elements: A Comprehensive State-of-the-Art Review2021

    • 著者名/発表者名
      Ding Weijian、Liu Yuqing、Shiotani Tomoki、Wang Quan、Han Ningxu、Xing Feng
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 21 号: 9 ページ: 3230-3230

    • DOI

      10.3390/s21093230

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of hydration capacity for cement matrix on the piezoelectric properties and microstructure of cement-based piezoelectric ceramic composites2021

    • 著者名/発表者名
      Ding Weijian、Xu Weiwei、Dong Zhijun、Liu Yuqing、Wang Quan、Shiotani Tomoki
    • 雑誌名

      Materials Characterization

      巻: 179 ページ: 111390-111390

    • DOI

      10.1016/j.matchar.2021.111390

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Piezoelectric properties and microstructure of ceramicrete-based piezoelectric composites2021

    • 著者名/発表者名
      Ding Weijian、Xu Weiwei、Dong Zhijun、Liu Yuqing、Wang Quan、Shiotani Tomoki
    • 雑誌名

      Ceramics International

      巻: 47 号: 21 ページ: 29681-29687

    • DOI

      10.1016/j.ceramint.2021.07.139

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Guided wave based corrosion process monitoring with embedded smart element2020

    • 著者名/発表者名
      Yuqing Liu
    • 学会等名
      6th International Conference on Construction Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of the coupling agent on the acoustic emission testing2020

    • 著者名/発表者名
      Yuqing Liu
    • 学会等名
      The 20th World Conference on Non-Destrcutive Testing
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Early hydration process evaluation in cement paste using active acoustic emission testing2020

    • 著者名/発表者名
      Yuqing Liu
    • 学会等名
      Structural Faults & Repair-2021 and European Bridge Conference-2021
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] インフラ先端技術産学共同講座

    • URL

      http://iti-labo.kuciv.kyoto-u.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] インフラ先端技術コンソーシアム

    • URL

      https://citi.kuciv.kyoto-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-07-30   更新日: 2024-03-26  

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