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2020 年度 実績報告書

人工知能を応用した塩害環境評価システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K13871
研究機関琉球大学

研究代表者

崎原 康平  琉球大学, 工学部, 准教授 (20647242)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード塩害 / 機械学習 / 飛来塩分 / 風況 / 波浪 / 暴露試験 / 拡散方程式 / 維持管理
研究実績の概要

海岸付近で発生する飛来塩分は,様々な環境要因が複雑に関係しており,環境要因と飛来塩分の対応は必ずしも明確ではない。また,海岸付近で建設される鉄筋コンクリート構造物は,海から飛来する塩分(以後,飛来塩分と称す)によりコンクリート内部に塩化物イオンが浸透・蓄積すると,コンクリート内部の鉄筋が腐食し,構造物の耐久性が損なわれやすい。そのため,地域毎の環境要因(風況,波浪等)を考慮した鉄筋コンクリート構造物の塩害環境評価方法を確立し,塩化物イオンの浸透・拡散挙動を的確に把握することは,鉄筋コンクリート構造物の耐久設計および耐久診断において重要である。
そこで本研究では,現地で観測されたデータと,公開されている気象や波浪等の各種情報から,複数の機械学習を用いて海岸付近で発生する飛来塩分の予測を行った。その結果,予測値は実測値の傾向を概ね捉えることが確認された。また本研究で対象とした地域では,波高や平均風速が飛来塩分予測に大きく影響することが示された。
また,複数の機械学習を用いて屋内・屋外暴露に供したコンクリート中の塩分浸透予測を行い,両手法の予測精度検証を行った。さらに,学習期間範囲外より長期に及ぶ場合の塩分浸透予測については,機械学習の予測値と表面塩化物イオン濃度を経過年数の平方根と仮定した拡散方程式を組み合わせることで計画供用期間のコンクリート中の塩分浸透予測を試みた。その結果,複数の機械学習法から最適な手法を選定することで,予測精度を向上させることができた。機械学習の学習範囲外における拡散方程式の予測値は,表面付近では実測値とやや乖離する結果であったが,全体的な蛍光は捉えることができた。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] 機械学習による沿岸周辺環境を考慮した飛来塩分予測に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      崎原康平,中村文則,滝勇太,山田義智
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集

      巻: 20 ページ: 233-238

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 機械学習による屋内促進試験に供したコンクリートの塩化物イオン浸透予測に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      足立丞,崎原康平,滝勇太,山田義智
    • 雑誌名

      コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集

      巻: 20 ページ: 227-232

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Application of Machine Learning to Prediction Generated Airborne Chloride2020

    • 著者名/発表者名
      Kohei SAKIHARA, Fuminori NAKAMURA, Yuta TAKI and Yoshitomo YAMADA
    • 雑誌名

      6th International Conference on Construction Materials (ConMat’20)

      巻: 1 ページ: 1368-1375

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 機械学習による屋外暴露試験に供したコンクリートの塩化物イオン浸透予測に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      足立丞,崎原康平,滝勇太,山田義智
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 42 ページ: 587-592

    • 査読あり
  • [学会発表] 沖縄本島海岸付近の飛来塩分予測における機械学習の適用2021

    • 著者名/発表者名
      請舛慧,崎原康平,中村文則,滝勇太
    • 学会等名
      日本建築学会九州支部研究報告第60号
  • [学会発表] 機械学習および拡散方程式によるコンクリート中の塩分浸透予測に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      足立丞,崎原康平,滝勇太,山田義智
    • 学会等名
      日本建築学会九州支部研究報告第60号
  • [学会発表] ランダムフォレストによる海岸周辺環境を考慮した飛来塩分予測法の提案2020

    • 著者名/発表者名
      崎原康平,中村文則,滝勇太,山田義智
    • 学会等名
      日本建築学会大会(関東)学術講演梗概集
  • [学会発表] ランダムフォレストによる屋内促進試験に供したコンクリート中への塩化物浸透予測2020

    • 著者名/発表者名
      足立丞,崎原康平,滝勇太,山田義智
    • 学会等名
      日本建築学会大会(関東)学術講演梗概集
  • [学会発表] ランダムフォレストによるコンクリート中への塩化物イオン浸透予測に関する基礎的研究2020

    • 著者名/発表者名
      足立丞,崎原康平,滝勇太,山田義智
    • 学会等名
      日本建築学会九州支部研究報告第59号

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公開日: 2021-12-27  

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