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爆破テロによる爆発災害に対する橋梁部材の耐爆補強法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K04962
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25030:防災工学関連
研究機関防衛大学校(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)

研究代表者

市野 宏嘉  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, 准教授 (70760982)

研究分担者 藤掛 一典  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 (10532799)
山口 信  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (80570746)
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)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード爆破テロ / 接触爆発 / 近接爆発 / 鋼 / コンクリート / ポリウレア樹脂 / 接触爆発実験 / 耐爆補強法 / 裏面剥離 / 鋼材 / ミクロ破面 / 剥離損傷 / 損傷評価 / 爆発実験 / 橋梁 / 耐爆補強 / 爆発災害
研究開始時の研究の概要

本研究では、爆破テロ等の爆発災害による被害を低減するための橋梁部材の耐爆補強法を提案することを目的として、橋梁部材に爆薬が接触、あるいはごく近接した状態で爆発した際の部材の破壊挙動およびそれに影響を及ぼす要因を実験的に明らかにする。これを踏まえ、各種の模擬橋梁部材に補強を施して爆破する実験を行い、部材の種類および補強方法に応じた補強効果の差異について検討する。

研究成果の概要

本研究では、橋梁の主要な材料であるコンクリートと鋼について、接触・近接爆発による部材の局所的な破壊について実験的に調べ、その補強の方法について検討した。コンクリートに対しては、既存構造物への適用が可能な樹脂吹付による補強法を採用した。爆発実験の結果から、想定外力となる爆薬量に対し、爆発の反対側への破片の飛散防止を防ぎ得るコンクリート部材厚と樹脂補強厚を評価する方法を提示した。鋼材に対しては、接触・近接爆発による鋼材の損傷の特徴を調べるとともに、鋼材を被覆することによって損傷が顕著に低減される効果を確認し、今後の耐爆補強法の確立に向けての資を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的意義は二つある。一つはコンクリートに対する樹脂吹付による耐爆補強の効果が定量的に示されたことであり、今後、接触・近接爆発による作用を考慮したコンクリート部材に対して樹脂吹付による補強設計を行う際の指標が提案されたことである。もう一つは接触・近接爆発を受ける鋼材の破壊の過程が実験的に検討され、破壊のメカニズムに応じた補強方法の確立に向けての足掛かりが築かれたことである。本研究の社会的意義は、爆破テロによる橋梁等の構造物の破壊への対策の一案について提示できたことである。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Fracture characteristics and damage prediction in flat steel beams under contact explosions2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroyoshi Ichino, Yoichi Kayamori, Masuhiro Beppu, Eric B Williamson, Ken-ichi Yoshii
    • 雑誌名

      International Journal of Impact Engineering

      巻: Vol.175 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1016/j.ijimpeng.2023.104540

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ポリウレア樹脂により裏面補強したコンクリート板に対する接触爆発実験2022

    • 著者名/発表者名
      山内稔也,市野宏嘉,別府万寿博,福井秀平
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: Vol.44, No.2 ページ: 895-900

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 接触爆発による鋼材の損傷性状と損傷評価法に関する基礎的研究2021

    • 著者名/発表者名
      市野宏嘉,別府万寿博,萱森陽一,吉井健一
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: 67A ページ: 878-889

    • NAID

      130008026047

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 近接爆発を受けるポリウレア樹脂塗布コンクリート板の損傷に及ぼす塗膜厚の影響2023

    • 著者名/発表者名
      山内稔也,山口翔大,市野宏嘉,別府万寿博,福井秀平
    • 学会等名
      第50回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 離隔距離が異なる近接爆発によるポリウレア樹脂塗布コンクリート板の損傷2023

    • 著者名/発表者名
      山口翔大,山内稔也,市野宏嘉,別府万寿博,福井秀平
    • 学会等名
      第50回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 厚さが異なるポリウレア樹脂を用いた裏面補強コンクリート板の接触爆発実験2022

    • 著者名/発表者名
      飯田和満,山内稔也,市野宏嘉,別府万寿博,福井秀平
    • 学会等名
      第49回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 接着状態が異なるポリウレア樹脂で裏面を補強したコンクリート板の接触爆発実験2022

    • 著者名/発表者名
      山内稔也,市野宏嘉,別府万寿博,福井秀平
    • 学会等名
      第49回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 異なる種類のポリウレア樹脂を用いた裏面補強コンクリート板の接触爆発実験2022

    • 著者名/発表者名
      アピシット・イェンサイ,山内稔也,市野宏嘉,別府万寿博,福井秀平
    • 学会等名
      第49回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ポリウレア樹脂による裏面補強を施したコンクリート板の接触爆発実験2022

    • 著者名/発表者名
      山内稔也,市野宏嘉,別府万寿博,福井秀平
    • 学会等名
      第13回構造物の衝撃問題に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 爆発による構造用鋼材の局部損傷の評価と損傷低減法の提案2021

    • 著者名/発表者名
      ペン・ダラポポール,市野宏嘉,別府万寿博
    • 学会等名
      第48回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 接触爆発による鋼材の損傷に関する基礎的検討2020

    • 著者名/発表者名
      森山 源太、市野 宏嘉、別府 万寿博
    • 学会等名
      第47回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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