| 研究課題/領域番号 |
20H02395
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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25020:安全工学関連
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
三輪 空司 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (30313414)
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| 研究分担者 |
鎌田 敏郎 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (10224651)
小澤 満津雄 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (80313906)
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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 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
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| キーワード | 非破壊検査 / 電磁パルス / 加振 / コンクリート構造物 / 電磁波レーダ / 鉄筋腐食 / 振動計測 / 電磁パルス加振 / パルスドップラレーダ / 鉄筋振動応答 / 鉄筋腐食評価 / 鉄筋加振 / RC構造物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
鉄筋コンクリート構造物の劣化評価では、鉄筋極周囲の変状を非破壊的かつ定量的に評価することが極めて重要とされるが、外部から入力した弾性波の周波数応答をコンクリート表面で計測する衝撃弾性波法では伝搬路やセンサ設置条件の影響を受けやすいことが劣化評価における本質的な問題であった。そこで、本研究ではパルス磁場により加振した鉄筋の振動変位をパルスドップラレーダ技術により直接計測可能な新規加振レーダシステムを開発し、鉄筋のピュアな広帯域振動変位特性を評価する『RC構造物内鉄筋振動スペクトロスコピー』なる新規分野を開拓することで、RC構造物の劣化やこれまで困難とされてきた鉄筋の付着特性評価に結び付ける。
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| 研究成果の概要 |
本研究では電磁パルスにより加振されたコンクリート内部の鋼材の広帯域な振動応答を計測可能なドップラレーダ変位計測システムを開発し、約8cmの深さの鋼材振動を非破壊的に計測可能とした。また、劣化コンクリートへの適用例として、PCシースのグラウト充填評価では、未充填の場合に特有の鋼材1次たわみ振動を計測できた。さらに、鉄筋腐食評価への適用では、鉄筋直上の振動応答のスキャン計測により、腐食部位においてパルス状の振動ピークが観測され、そのピーク値が磁性を有する黒錆の量に比例する可能性を示唆した。この研究は世界初の試みであり、鉄筋腐食の非破壊定量評価手法の開発に向けた極めて大きな成果になると考えられる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
RC構造物の劣化の主要因はコンクリート自体よりも鉄筋付着力の低下、PC鋼材のグラウト充填不足、鉄筋腐食など、鋼材の劣化に起因するものが多い。これまで、コンクリート構造物内の鋼材自身の機械的な応答は弾性波応答として間接的に計測するのみであったが、本手法の発展により直接これらを計測できれば極めて広範囲の劣化評価に応用できる。
特に鉄筋腐食評価においては、腐食量の定量評価が最大の課題となっており、本手法が磁性を有する黒錆が電磁パルスに反応して変形する応答を捉えていると考えており、振動応答のピーク値が黒錆量に比例することが示唆できたことは特筆すべき成果である。
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