• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

内部膨張起因の微細損傷が部材耐荷性能低下に与える影響とその載荷速度依存性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K04236
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22020:構造工学および地震工学関連
研究機関九州大学

研究代表者

玉井 宏樹  九州大学, 工学研究院, 准教授 (20509632)

研究分担者 山本 大介  大分工業高等専門学校, 都市・環境工学科, 准教授 (40398095)
櫨原 弘貴  福岡大学, 工学部, 准教授 (70580182)
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) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード内部膨張 / アルカリシリカ反応 / コンクリート / メゾスケールモデル / 有限要素法 / ASR / 微細損傷 / 載荷速度依存性
研究開始時の研究の概要

塩害による鉄筋腐食やASRが母材コンクリートへ与える影響は,そのメカニズムは違うものの,力学的には“内部膨張起因の微細損傷の発生”と統一的に捉えることができる。本研究課題では,まず,高度な計測技術により内部膨張起因の微細損傷の高精度計測を実施し,その後,載荷速度をパラメータとした載荷実験により,微細損傷の載荷速度依存性を解明する。さらに,FEMやラティスモデルを用いたメゾスケールモデルによる高精細解析と静的及び衝撃載荷実験を駆使し,鉄筋腐食・ASR・それらの複合劣化が生じたRC梁部材の耐荷性能や破壊挙動を定量評価する。この成果は,将来的に既設構造物の残存耐荷性能評価の高精度化の実現に繋がる。

研究成果の概要

本研究の目的は内部膨張によるひび割れなどの微細損傷の載荷速度依存性を明らかにし,鉄筋腐食・ASR・それらの複合劣化が生じたRC梁部材の静的及び衝撃荷重下の耐荷性能や破壊挙動を定量評価することであった。その目的に対し,促進膨張させた供試体を多数製作し圧縮試験し,さらにRC梁に対しても載荷試験を実施することで,材料・部材の両レベルでの載荷速度依存性を解明した。さらに,コンクリートを3相で構成するメソスケールモデルを構築し,水分移動・膨張・弾塑性破壊の3段階の解析を統合した解析手法を用いることで,ASR膨張により劣化したコンクリートの圧縮特性やRC梁の載荷特性を概ね評価できることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

構造工学と材料学の知識を融合し,結果として得られた知見および研究成果は,劣化による耐荷性能低下の定量評価,また,致命的破壊につながる劣化の把握に役立つものであり,学術的意義は大きい。また,劣化したコンクリート・RC・PC構造物の動的耐荷性能や衝撃荷重に対する防護性能を定量的に評価することで,今後想定される自然事象(衝撃的地震動,落石,土石流など)に対する構造物の安全性を定量的に評価することができるようになり,防災や維持管理を複合的に捉えた分野に十分に生かすことができると考える。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 4件、 査読あり 13件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] 飛来物の繰返し衝突を受けるポリウレア樹脂塗布 RC 版の耐衝撃性能に関する基礎的研究2024

    • 著者名/発表者名
      MORI Koki、BEPPU Masuhiro、ICHINO Hiroyoshi、HARADA Koji、FUKUI Shuhei、MATSUZAWA Ryo
    • 雑誌名

      土木学会論文集

      巻: 80 号: 15 ページ: n/a

    • DOI

      10.2208/jscejj.23-15039

    • ISSN
      2436-6021
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental techniques for performance evaluation of shielding materials and configurations subjected to Blast and Ballistic impacts: A State-of-the-Art Review2023

    • 著者名/発表者名
      Pai Anand、Rodriguez-Millan Marcos、Beppu Masuhiro、Valverde-Marcos Borja、B. Satish Shenoy
    • 雑誌名

      Thin-Walled Structures

      巻: 191 ページ: 111067-111067

    • DOI

      10.1016/j.tws.2023.111067

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 一軸および三軸圧縮応力下におけるASR膨張について2023

    • 著者名/発表者名
      山本大介, 川端雄一郎
    • 雑誌名

      「微視的機構から内部膨張反応のリスクを考える」に関するシンポジウム論文集

      巻: 1 ページ: 17-22

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 高温養生したコンクリート供試体のDEF膨張挙動の比較2023

    • 著者名/発表者名
      佐川康貴,川上隆,山本大介,上田尚史,関友則,吉田夏樹,高橋佑弥,川端雄一郎,河野恭生
    • 雑誌名

      「微視的機構から内部膨張反応のリスクを考える」に関するシンポジウム論文集

      巻: 1 ページ: 39-42

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 中立軸位置に緊張材を配したプレテンションPC梁の単発および繰り返し衝撃荷重下の動的挙動に関する実験的研究2023

    • 著者名/発表者名
      玉井 宏樹、德永 和也、園田 佳巨
    • 雑誌名

      構造工学論文集 A

      巻: 69A 号: 0 ページ: 1048-1057

    • DOI

      10.11532/structcivil.69A.1048

    • ISSN
      1881-820X
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 衝撃荷重が作用するプレテンションPC 梁の耐荷性状に関する実験的研究2022

    • 著者名/発表者名
      德永 和也、梶原尚平、玉井 宏樹、園田 佳巨
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 44 ページ: 949-954

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local failure resistance of polypropylene fiber reinforced concrete plates subjected to projectile impact2022

    • 著者名/発表者名
      Masuhiro Beppu, Koki Mori, Hiroyoshi Ichino and Yoichiro Muroga
    • 雑誌名

      International Journal of Protective Structures

      巻: 13 号: 2 ページ: 317-343

    • DOI

      10.1177/20414196221078607

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 一軸,三軸持続圧縮応力を受けるコンクリートのASR進展に伴う変形挙動2022

    • 著者名/発表者名
      山本大介,川端雄一郎,泉心太,濵田秀則
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 44 ページ: 610-615

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 衝撃解析用非線形コンクリートモデルに関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      松澤遼,伊東雅晴,佐藤暁拓,大西慶弘, 大田敏郎,千馬敦哉,別府万寿博
    • 雑誌名

      第13回構造物の衝撃問題に関するシンポジウム論文集

      巻: 33 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 骨材の吸水膨張がコンクリートのひび割れ性状に及ぼす影響に関する一考察2021

    • 著者名/発表者名
      西村拓真,玉井宏樹,園田佳巨
    • 雑誌名

      土木構造・材料論文集

      巻: 第37号 ページ: 153-161

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 付着性能ならびに動的加振が断面修復部の剥落危険性に及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      玉井宏樹,古賀智史,園田佳巨
    • 雑誌名

      土木構造・材料論文集

      巻: 第37巻 ページ: 139-146

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 塩害環境下における実構造物の調査に基づくかぶりと鋼材腐食に与える関係性2021

    • 著者名/発表者名
      林亮太,櫨原弘貴,添田政司
    • 雑誌名

      コンクリート年次論文集

      巻: vol43 ページ: 473-478

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 早強セメントおよび高炉スラグ微粉末を用いたコンクリートの腐食抵抗性に関する基礎的研究2021

    • 著者名/発表者名
      中川潤哉,櫨原弘貴,添田政司,山田悠二
    • 雑誌名

      コンクリート年次論文集

      巻: vol.43 ページ: 155-160

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 骨材膨張起因のひび割れを有するRC梁の曲げ耐荷性能に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      岸川 拓郎
    • 学会等名
      令和5年度土木学会全国大会第78回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 飛来物の繰返し衝突に対するポリウレア塗布RC版の耐衝撃性に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      小山拓途,森広毅,別府万寿博,市野宏嘉,原田耕司,福井秀平
    • 学会等名
      土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 荷重・拘束条件下におけるコンクリートのASR膨張の変形挙動2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤太治,山本大介
    • 学会等名
      令和4年度土木学会西部支部研究発表会概要集
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨材膨張起因のひび割れを有するRC 梁の曲げ耐荷性能に関する基礎的研究2022

    • 著者名/発表者名
      西村拓真,玉井宏樹
    • 学会等名
      土木学会第77 回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 水分流入と周辺拘束が骨材膨張起因のコンクリートのひび割れ性状に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      岸川拓郎,玉井宏樹
    • 学会等名
      土木学会第77 回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 相対湿度や周辺拘束条件が骨材膨張に伴うコンクリートのひび割れ状況に及ぼす影響に関する解析的検討2022

    • 著者名/発表者名
      岸川 拓郎 ・ 西村 拓真 ・ 玉井 宏樹 ・ 園田 佳巨
    • 学会等名
      令和3年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 骨材の吸水膨張によるコンクリートのひび割れ状況に関する解析的検討2021

    • 著者名/発表者名
      西村 拓真、玉井 宏樹、園田 佳巨
    • 学会等名
      第76回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ASRによる膨張が接着系あと施工アンカーの引抜耐力に及ぼす影響に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      波多野文人,山本大介,福永隆之,佐川康貴,濵田秀則
    • 学会等名
      第76回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi