| 研究課題/領域番号 |
20H02218
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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 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
呉 智深 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 特命研究員 (00223438)
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| 研究分担者 |
車谷 麻緒 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (20552392)
原田 隆郎 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (00241745)
岩下 健太郎 名城大学, 理工学部, 准教授 (30544738)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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| キーワード | ロングゲージカーボンファイバセンサ / ひずみモーダル解析 / 腐食同定 / 洗堀同定 / ワイヤレスセンシング / 洗掘同定 / 洗堀早期検知 / 腐食の早期検知 / 水中センシング技術 / カーボンファイバセンサ / 腐食および洗堀の早期検知システム / 洗堀検知 / 腐食検知 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
鉄筋腐食や洗掘は水中構造物に与える影響は大きい。また、疲労と腐食は時間の経過と共に損傷が蓄積され、損傷の進行は構造物の耐力が急低下する可能性もある。特に、損傷が複合作用による複雑に相互作用しながら構造破壊に至る、各損傷の早期段階の検知技術が必要である。しかし、主流なセンサでは水中構造物の内部に生じる局所的な腐食損傷を高精度に検知できず、早期段階から精密に評価することも困難であることが多くの研究により明らかになっている。本研究では、高耐久性ロングゲージカーボンファイバセンサおよび水中ワイヤレスセンシング技術の併用による水中センシング技術を開発し、腐食および洗堀の早期検知システムの構築を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、高耐久性ロングゲージカーボンファイバセンサおよび水中ワイヤレスセンシング技術を使用し、水中構造物におけるカーボンファイバセンサネットワークの開発によって、腐食および洗堀の早期検知システムの構築を行う。まず、一定の空間領域内での微小ひずみ応答ワイヤレスセンシング技術を開発する。また、動的ひずみ応答を用いたひずみモーダル解析手法による洗堀の同定手法の提案を行う。さらに、各損傷量の同定による更新した構造物のパラメータとひずみ測定による構造物の疲労程度評価の連成で総合的な水中構造物の評価システムを構築し、システムを実証する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の水中コンクリート構造物の点検・調査は、主に目視観察が中心であり、客観的な評価が不足していると考えられる。また、コア採取による調査は労力・コストが高く、広範囲の調査には不向きである。本研究では、水中で使用できる高耐久性のロングゲージひずみセンサを用いて、各領域のひずみ応答を計測し、構造物のたわみ、回転、ひび割れ、腐食、支承変状などを直接算定し、橋梁構造物の洗堀や腐食を早期に検知するシステムを構築した。さらに、自動ロボット打音装置を開発し、AIを活用してコンクリート構造物の欠陥を検出し、コンクリートの表面欠陥や内部および深い欠陥を正確に検出し、評価することが可能であることが確認された。
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