高サイクル荷重と環境作用を同時に受けるコンクリート構造のマルチスケール耐久性力学

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20246073
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 土木材料・施工・建設マネジメント
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 前川 宏一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80157122)
• 研究分担者: 石田 哲也 東京大学, 大学院・工学系研究科, 准教授 (60312972) ; 半井 健一郎 群馬大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10359656) ; 長井 宏平 東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任講師 (00451790)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 耐久性力学 / 高サイクル疲労 / 移動荷重 / マルチスケール / コンクリート構造 / 非直交ひび割れ / 環境作用

研究概要

ひび割れを含む微視的なセメント硬化体の損傷からコンクリート構造物の巨視的な応答をシミュレーションするマルチスケール数値解析システムを構築し,社会基盤施設の長期供用を想定した数万～数百万回に及ぶ繰り返し荷重履歴のシミュレーション法を開発した.同時に,水中あるいは地下環境を想定し,コンクリートから水中へのカルシウム・ホウ素等の微量成分の溶出および再吸着をモデル化した.両成果により,微視的空間内の物理化学事象に基づく構造物の長期耐久性と環境影響評価を可能にした.

研究成果

• [雑誌論文] 鋼コンクリート境界面特性とリブ諸元が合成床版疲労損傷機構に及ぼす影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤山知加子,櫻井信彰,前川宏一
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1(構造・地震工学) 第67巻第1号 ページ: 193-206
• [雑誌論文] Space-Averaged Constitutive Model for HPFRCCs with Multi- Directional Cracking (2011)
  • 著者名/発表者名: Kohei NAGAI, Benny SURYANTO, Koichi MAEKAWA
  • 雑誌名: ACI Material Journal Vol.108,No.2 ページ: 139-149
• [雑誌論文] コンクリートの微細空隙中の水分とPC橋の長期変位 (2011)
  • 著者名/発表者名: 千々和伸浩,石田哲也,前川宏一
  • 雑誌名: 橋梁と基礎 Vol.45,No.1 ページ: 38-41
• [雑誌論文] Enhanced electro-chemical corrosion model for reinforced concrete under severe coupled action of chloride and temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: Hussain, R. R., Ishida, T.
  • 雑誌名: Construction and Building Materials Vol.25,No.3 ページ: 1305-1315
• [雑誌論文] 直接経路積分法に基づく鋼コンクリート合成床版の疲労寿命推定と損傷モード (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤山知加子,商峰,櫻井信彰,前川宏一
  • 雑誌名: 土木学会論文集A 66(1) ページ: 106-116
• [雑誌論文] Smeared-crack modeling of R/ECC membranes incorporating an explicit shear transfer model (2010)
  • 著者名/発表者名: Benny Suryanto, Kohei Nagai, Koichi Maekawa
  • 雑誌名: Journal of Advanced Concrete Technology Vol.8,No.3 ページ: 315-326
• [雑誌論文] Bidirectional Multiple Cracking Tests on High-Performance Fiber-Reinforced Cementitious Composite Plates (2010)
  • 著者名/発表者名: Benny Suryanto, Kohei Nagai, Koichi Maekawa
  • 雑誌名: ACI Materials Journal September-October ページ: 450-460
• [雑誌論文] Modeling and analysis of shear-critical ECC members with anisotropic stress and strain fields (2010)
  • 著者名/発表者名: Benny Suryanto, Kohei Nagai, Koichi Maekawa
  • 雑誌名: Journal of Advanced Concrete Technology Vol.8,No.2 ページ: 239-258
• [雑誌論文] コンクリート構造の寿命推定-長寿命化に向けて- (2010)
  • 著者名/発表者名: 前川宏一
  • 雑誌名: 橋梁と基礎 Vol.44,No.8 ページ: 8-13
• [雑誌論文] Investigating Shear Transfer Across Cracks in High Performance Steel Fiber-reinforced Concrete (2010)
  • 著者名/発表者名: Benny Suryanto, Kohei Nagai, Koichi Maekawa
  • 雑誌名: コンクリート工学年次論文集 Vol.32,No.2 ページ: 1285-1290
• [雑誌論文] 収縮応力および収縮ひび割れがRCはりのせん断耐力に及ぼす影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森戸重光,半井健一郎
  • 雑誌名: コンクリート工学年次論文集 Vol.32,No.2 ページ: 673-678
• [雑誌論文] 高炉セメントの水和組成分析と空隙構造特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐川孝広,石田哲也,Yao Luan,名和豊春
  • 雑誌名: 土木学会論文集E Vol.66,No.3 ページ: 311-324
• [雑誌論文] セメント硬化体中の微視的機構モデルに基づく実PC橋の長期時間依存変形シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 千々和伸浩,杉田恵,石田哲也,前川宏一
  • 雑誌名: コンクリート工学年次論文集 Vol.32,No.1 ページ: 407-412
• [雑誌論文] Multi-scale and multi- thermo-mechanical modeling of cementitious composites for performance assessment of reinforced concrete infrastructures (2009)
  • 著者名/発表者名: 前川宏一
  • 雑誌名: Computational Structural Engineering(Springer) ページ: 37-47
• [雑誌論文] 複数の移動荷重が同時または交互に作用するスラブの疲労損傷機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤山知加子,池野誠司,小林薫,前川宏一
  • 雑誌名: コンクリート工学年次論文報告集 31(2) ページ: 31-36
• [雑誌論文] Shear fatigue response of cracked concrete interface (2008)
  • 著者名/発表者名: Gebreyouhannes, E., Kishi, T., Maekawa, K.
  • 雑誌名: Journal of Advanced Concrete Technology Vol.6,No.2 ページ: 365-376
• [雑誌論文] Path-dependent mechanical model for deformed reinforcing bars at RC interface under coupled cyclic shear and pullout tension (2008)
  • 著者名/発表者名: Soltania, M., Maekawa, K.
  • 雑誌名: Engineering Structures 30 ページ: 1079-1091
• [学会発表] Numerical Simulation of Damaged HPFRCC Plates with Multi-directional Cracking (2010)
  • 著者名/発表者名: Kohei NAGAI
  • 学会等名: 2nd International Conference on Durability of Concrete Structures
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 20101100
• [学会発表] Multi-scale Modeling of Concrete Performance - Toward a lifespan simulation of reinforced concrete structure (2010)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya ISHIDA
  • 学会等名: Lafarge International Workshop
  • 発表場所: Lyon, France(Invited)
  • 年月日: 20100700
• [学会発表] Modeling of Strength Development of Blast Furnace Slag Concrete based on Micro-physical Properties (2010)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya ISHIDA
  • 学会等名: CONMOD10
  • 発表場所: Lausanne, Switzerland
  • 年月日: 20100600
• [学会発表] Static and Fatigue Failure Simulation of Concrete Material by Discrete Analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: Kohei NAGAI
  • 学会等名: 7th International Conference on Fracture Mechanics of Concrete and Concrete Structure (FraMCos-7)
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 20100500
• [学会発表] MODELING OF CALCIUM LEACHING FROM CEMENTED COMPOSITES COUPLED WITH MICRO-PORE STRUCTURAL REFORM (2008)
  • 著者名/発表者名: Koichi Maekawa, Kenichiro Nakarai, Tetsuya Ishida
  • 学会等名: 8th. World Congress on Computational Mechanics (WCCM8)
  • 発表場所: Venice, Italy
  • 年月日: 20080630-20080705
• [学会発表] Engineering Platform of Managing huge amount of knowledge for Simulation of Infrastructure Dynamics (2008)
  • 著者名/発表者名: Koichi Maekawa
  • 学会等名: Society for Social Management Systems
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 20080305-20080307