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本研究課題の目的は、フレッシュコンクリート・モルタルのせん断変形挙動のメカニズムを実験的・解析的に明らかにし、より現実的な構成モデルを構築することを最終的な目的としている。本年度は、以下の研究を行った。
1.降伏値のせん断ひずみ依存モデルの提案
フレッシュコンクリートの流動シミュレーションにあたっては、主にビンガムモデルが構成則に用いられており、そのパラメータである降伏値と塑性粘度は一定値を保つものとされてきた。本年度の研究では、降伏値のせん断ひずみ依存性に関して、詳細な検討を実験的に行い、これを表現するせん断ひずみ依存型粘塑性モデルの提案を行った。
2.細骨材・各種混和材が流動性に与える影響の検討
フレッシュコンクリート・モルタルでは、複合材料であるため、レオロジー性状が複雑である。本年度の研究では、細骨材や各種混和材が降伏値に与える影響について実験的に検討を行った。その結果、降伏値のせん断ひずみ依存性は、細骨材および増粘剤の増加に伴って顕著になるが、一部の混和材にはこれを若干抑制する効果があることが解った。
3.粗骨材形状の影響を考慮した粘塑性サスペンション要素法による流動解析
従来の粘塑性サスペンション要素法では、粗骨材を節点、モルタルをサスペンション要素にモデル化することで、解析を行ってきた。そのため、粗骨材は球形であることが大前提となっていた。本年度の研究では、粗骨材要素を設けて複数の節点を連結することで、細長形や三角形に粗骨材をモデル化した流動解析を行った。Lフロー試験の2次元シミュレーションの結果、粗骨材の形状の影響が確認され、降伏値や塑性粘度の小さい試料ほどその影響を大きく受けることが明らかとなった。
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