| 研究課題/領域番号 |
19H02394
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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25030:防災工学関連
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
栗橋 祐介 金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (30414189)
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| 研究分担者 |
小室 雅人 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (10270183)
玉井 宏樹 九州大学, 工学研究院, 助教 (20509632)
別府 万寿博 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (90532797)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
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| キーワード | 衝突作用 / コンクリート構造物 / 高レジリエント化 / 超衝撃吸収積層緩衝構造 / 連続繊維シート / 脆性破壊回避 / 衝撃実験 / 衝撃応答解析 / 超吸収積層緩衝構造 / 防災構造物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ロックシェッドなどの RC 構造物は過大な衝撃力の作用により，押抜きせん断破壊（脆性破壊）を生じて崩壊することが知られている．近年，自然災害が激甚化しているにもかかわらず，未だ安全性と経済性を両立させた防災構造物の耐衝撃性向上技術が確立されていないのが現状である．本研究では，高機能発泡樹脂による超衝撃吸収効果と連続繊維シート補強の組み合わせによる既設 RC 防災構造物の高レジリエント化技術の確立を目指す．脆性破壊回避と連続繊維シートの高復元特性により構造物の衝撃エネルギー吸収能は従来比で数十倍向上し，社会インフラ整備に大きく貢献できるものと確信している．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，既設防災構造物の安全かつ経済的な維持管理法の確立を目的に，超高エネルギー吸収型積層緩衝構造を開発するとともに，衝撃作用を受ける RC 部材の脆性破壊回避の方法を提案した．
積層緩衝構造は，世界最高強度を発揮する鋼繊維補強無孔性コンクリート (PFC) 版をアラミド繊維 (AFRP) シートで補強した複合版を発泡材ブロック上に設置する積層構造を提案した．RC 部材の脆性破壊回避のためには，完全塑性衝突を前提とした運動量保存則とエネルギー保存則に基づく計算式を提案した．
上記の提案項目は，全 100 ケース以上の衝撃載荷実験およびそれらの再現解析により，極めて有用であることを証明した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
防災構造物の多くは構造経済成長期に建設されているため，今後老朽化による耐衝撃性低下が懸念される．また，近年の自然災害の激甚化が被害リスク拡大に拍車をかけている．さらに，我が国の厳しい財政状況や人口現象が問題解決をより困難にしている．
本研究は，これらの社会問題を防災構造物の維持管理の側面から解決するために実施したものである．新しい複合材料による防災構造物の耐衝撃性向上法や脆性破壊回避のための計算式を提案し，その妥当性を衝撃実験と数値解析により明らかにしている．本研究の成果の学術的意義や社会的意義は極めて高いと言える．
今後は，本研究成果を活用して安全かつ経済性に優れる維持管理手法の確立を目指す．
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