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高流動コンクリートのレオロジー定数推定法と振動および間隙通過を考慮した充填解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K04355
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23010:建築構造および材料関連
研究機関琉球大学

研究代表者

山田 義智  琉球大学, 工学部, 教授 (80220416)

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
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードレオロジー / MPS解析 / 機械学習 / ロジステック回帰 / 間隙通過性 / 建築構造・材料 / 高流動コンクリート / 流動解析 / レオロジー定数 / 振動 / 充填解析
研究開始時の研究の概要

本研究は,コンリート工事の効率化・省力化や過密配筋対策を目的として,その活用が期待される高流動コンクリートのさらなる普及のため,合理的な高流動コンクリートの充填解析システムを確立することを目的としている
本研究では,高流動コンクリートの使用材料,調合,練り混ぜ方法,温度や経過時間などの各種データから機械学習を用いてフレッシュ性状を予測し,そのフレッシュ性状からレオロジー定数や材料分離を推定する手法を構築する。さらに,振動下や間隙通過時のレオロジー定数の変化も再現できる合理的なコンクリート充填解析システムを開発する。

研究成果の概要

本研究は,鉄筋コンクリート部材の合理的なコンクリート充填解析法の開発を目的として,フレッシュコンクリートの流動特性をレオロジー定数で表した。また,振動下や間隙通過性を考慮した流動解析手法を開発した。なお,レオロジー定数は設計時にも求められるように,コンクリートの使用材料や調合などから機械学習で求められるような開発も行った。
さらに,本研究では,機械学習およびロジスティック回帰による目視材料分離判定法も併せて開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年の鉄筋コンクリート構造物の施工条件および使用材料の多様化,過密配筋化と複雑な部材断面の増加,さらには労働者人口低下による技術者不足の状況も相俟って,コンクリート工事を取り巻く環境は厳しくなっており,コンクリート工事の合理化は,建設業界において喫緊の課題である.従って,コンクリートの流動性を物理的に表し,合理的なコンクリートの充填解析法の確立を目標とした本研究は,学術的および社会的にも意義がある.

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

    (16件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 機械学習を援用した骨材化モデル粘度式による高流動コンクリートのレオロジー定数予測に関する基礎的研究2024

    • 著者名/発表者名
      東舟道裕亮,山田義智,平野修也
    • 雑誌名

      セメント・コンクリート論文集

      巻: 77 号: 1 ページ: 394-402

    • DOI

      10.14250/cement.77.394

    • ISSN
      0916-3182, 2187-3313
    • 年月日
      2024-03-29
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] モルタルの流動性や使用材料・配(調)合を用いた機械学習による高流動コンクリートの流動性予測と特徴量の影響分析2023

    • 著者名/発表者名
      東舟道 裕亮,山田 義智,波平 康太,平野 修也
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 45

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 締固めを要する高流動コンクリートのレオロジー定数測定とMPS解析によるその有効性の検証2022

    • 著者名/発表者名
      平野修也,山田義智,西祐宜,東舟道裕亮
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集

      巻: 87 号: 795 ページ: 393-404

    • DOI

      10.3130/aijs.87.393

    • ISSN
      1340-4202, 1881-8153
    • 年月日
      2022-05-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 間隙通過モデルを適用したMPS解析によるJリングフロー試験の再現2024

    • 著者名/発表者名
      波平康太,三浦烈,山田義智
    • 学会等名
      第63回 日本建築学会九州支部研究報告(鹿児島)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ロジスティック回帰分析を用いた高流動コンクリートの目視材料分離判定予測の検討2024

    • 著者名/発表者名
      三浦烈,波平康太,山田義智
    • 学会等名
      第63回 日本建築学会九州支部研究報告(鹿児島)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] モルタルの流動性および使用材料・調合を特徴量とした機械学習による高流動コンクリートの流動性予測2023

    • 著者名/発表者名
      波平康太,三浦烈,平野修也,山田義智
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 機械学習による高流動コンクリートの流動性予測2023

    • 著者名/発表者名
      三浦烈,波平康太,東舟道裕亮,山田義智
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集(近畿)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Prediction of Flowability of High Flow Concrete by Machine Learning Using Mortar Flowability Materials Used and Mix Proportions Information as Features2023

    • 著者名/発表者名
      Kouta Namihira, Retu Miura, Yoshitomo Yamada
    • 学会等名
      Proceedings of 16th International Symposium. Between Korea,Japan and China on performance Improvement of Concrete for Long Life Span Structure
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Machine Learning-Based Prediction of Fluidity of High-Flow Concrete2023

    • 著者名/発表者名
      Retu Miura, Kouta Namihira, Yoshitomo Yamada
    • 学会等名
      Proceedings of 16th International Symposium. Between Korea,Japan and China on performance Improvement of Concrete for Long Life Span Structure
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] モルタルの流動性や使用材料および調合情報を特徴量とした機械学習による高流動コンクリートの流動性予測2023

    • 著者名/発表者名
      波平康太,比嘉龍一,山田義智,平野修也
    • 学会等名
      日本建築学会九州支部研究報告第 62 号
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いた高流動コンクリートの目視材料分離判定に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      比嘉龍一,三浦烈,波平康太,山田義智
    • 学会等名
      日本建築学会九州支部研究報告第 62 号
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習を用いた高流動コンクリートの流動性予測に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      三浦烈,比嘉龍一,東舟道裕亮,山田義智
    • 学会等名
      日本建築学会九州支部研究報告第 62 号
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 機械学習による高流動コンクリートの流動性予測2023

    • 著者名/発表者名
      三浦烈,波平康太,東舟道裕亮,山田義智
    • 学会等名
      日本建築学会2023年度大会学術講演梗概集
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] モルタルの流動性および使用材料・調合を特徴量とした機械学習による高流動コンクリートの流動性予測2023

    • 著者名/発表者名
      波平康太,三浦烈,山田義智,平野修也
    • 学会等名
      日本建築学会2023年度大会学術講演梗概集
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 振動下における高流動コンクリートのレオロジー定数変化に関する実験的研究2021

    • 著者名/発表者名
      清水寛太,山田義智,平野修也
    • 学会等名
      日本建築学会九州支部研究報告
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 振動下における高流動コンクリートの間隙通過に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      清水寛太,比嘉龍一,山田義智,平野修也
    • 学会等名
      日本建築学会九州支部研究報告
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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