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2020 年度 実績報告書

微細構造解析とAI画像分析を用いたRC内部の鉄筋腐食分布の推定とリスク評価

研究課題

研究課題/領域番号 19H02210
研究機関東京大学

研究代表者

長井 宏平  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (00451790)

研究分担者 酒井 雄也  東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (40624531)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード鉄筋腐食 / 微細構造解析 / 腐食パターン / 内部推定
研究実績の概要

一方向または二方向に鉄筋を配置したRCパネルを作成し腐食促進試験を行い,表面のひび割れ進展を連続画像撮影することでひび割れ進展を確認した。鉄筋の配置,腐食の位置,腐食の順番により,ひび割れパターンが変化することが確認された。また,一度発生したひび割れが,その後に隣接する鉄筋の腐食による力で閉じることも計測された。力学特性については,腐食した鉄筋の詳細な付着挙動を試験体の一部をくり抜いた形状の試験体を用意し,両引き試験中の付着挙動を動画撮影し画像相関法で変形を追跡した。腐食無しや腐食度が小さい場合には,鉄筋の節から斜め方向にひび割れが進展するが,腐食が進むと滑りが卓越する様子が撮影されるとともに,界面の開きとずれの関係から定量的にも確認することができた。また,腐食ひび割れのコンクリート表面情報から内部腐食度を推定する数値解析の検証のための実験を進めた。上記の実験の計測データの分析と考察が実施された。
数値解析は,コンクリート表面ひび割れから内部腐食状態を推定するためにモデル予測制御(MPC)のアルゴリズムを組み込んだMPC-RBSMが開発され,その検証を続けた。横方向筋に拘束された状態でも表面ひび割れを再現できることが確認できた。また,鉄筋腐食後の付着特性について,既往の実験を対象に,横方向筋の拘束による引抜け耐力の低下を微細構造解析により再現できることを示した。腐食による損傷を与えた後に,その鉄筋を引抜くプロセスでの内部応力やひび割れ進展を適切に再現できることが確認された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

遅れていた実験が進みデータが得られるとともに,解析でも予定に近い結果が得られた。

今後の研究の推進方策

昨年度からの活動を継続し,精度の高い実験からの観察と数値解析を進める。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件)

  • [雑誌論文] Mesoscale simulation of pull-out performance for corroded reinforcement with stirrup confinement in concrete by 3D RBSM2021

    • 著者名/発表者名
      Kumar Avadh, Punyawut Jiradilok, John E Bolander, Kohei Nagai
    • 雑誌名

      Cement and Concrete Composites

      巻: 116 ページ: 103895

    • DOI

      10.1016/j.cemconcomp.2020.103895

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation on Local Bond Behavior in Concrete and Cement Paste around a Deformed Bar by Using DIC Technique2020

    • 著者名/発表者名
      2Ahmed Okeil, Koji Matsumoto, Kohei Nagai
    • 雑誌名

      Cement and Concrete Composites

      巻: 109 ページ: 103540

    • DOI

      10.1016/j.cemconcomp.2020.103540

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analytical investigation of the role of reinforcement in perpendicular beams of beam-column knee joints by 3D meso-scale model2020

    • 著者名/発表者名
      Liyanto Eddy, Punyawut Jiradilok, Koji Matsumoto, Kohei Nagai
    • 雑誌名

      Engineering Structures

      巻: 210 ページ: 110347

    • DOI

      10.1016/j.engstruct.2020.110347

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discrete Mesoscale Analysis of Adhesive Anchors Under Tensile Load Taking into Account Post-installed Reinforcement2020

    • 著者名/発表者名
      Seyed Yaser Mousavi Siamakani, Punyawut Jiradilok, Kohei Nagai, Raktipong Sahamitmongko
    • 雑誌名

      Construction and Building Materials

      巻: 262 ページ: 120778

    • DOI

      10.1016/j.conbuildmat.2020.120778

    • 査読あり

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公開日: 2022-12-28  

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