| 研究課題/領域番号 |
19H02210
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
長井 宏平 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (00451790)
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| 研究分担者 |
酒井 雄也 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (40624531)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2019年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
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| キーワード | コンクリート / 腐食 / 微細構造解析 / 内部推定 / 鉄筋腐食 / ひび割れ進展 / 力学相互作用 / 鉄筋コンクリート / 内部腐食分布推定 / 腐食パターン / コンクリートひび割れ / 離散解析手法 / RC構造 / 腐食劣化 / 画像分析 / AI |
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| 研究開始時の研究の概要 |
腐食により損傷した鉄筋コンクリート部材の表面のひび割れ情報からの内部鉄筋の腐食分布の推定を，これまでに開発した三次元微細構造離散解析システムを拡張することで可能とし，AI等を活用した損傷の詳細画像データ分析結果を用いることで，実構造物の腐食分布推定を行い，それに基づく残存構造性能と将来リスク評価を可能にすることが本研究の目的である。
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| 研究成果の概要 |
観測された表面のひび割れ幅から、鉄筋の長さ方向の腐食分布を推定する計算手法を開発した。このアプローチは、モデル予測制御（MPC）によりガイドされて剛体バネモデル（RBSM）を用いた鉄筋コンクリートのメソスケールシミュレーションに基づくものである。異なるひび割れ開口部、複数の局所腐食の発生、およびスターラップの存在による追加の拘束を考慮することが可能である。開発した解析の精度を、コンクリート内の鋼材腐食の実験室試験と比較することで実証した。コンクリート表面で観察されるひび割れ分布は、メソスケールモデル内の内部拡張を最適化することで自動的に再現され、そこから腐食分布が推定される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
鉄筋コンクリート構造物の損傷において最も問題になるのは鉄筋の腐食であるが，損傷後の合理的な対策は容易ではない。その主たる原因はコンクリート表面から鉄筋の腐食状況が確認できないことである。内部の腐食の状況が確認できれば，その腐食程度に応じて耐力等の構造性能を推定することができ，対策の要否や方法を合理的に検討することが可能になる。本研究は，表面ひび割れから内部腐食を逆推定する数値解析プログラムを逆推定するものであり，これを発展させ実構造物に適用できれば，推定した腐食状況に基づく合理的な維持管理に貢献できる。
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