都市インフラの地震被災検知技術の開発

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20360197
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 横山 功一 茨城大学, 工学部, 教授 (20302325)
• 研究分担者: 呉 智深 茨城大学, 工学部, 教授 (00223438) ; 原田 隆郎 茨城大学, 工学部, 准教授 (00241745)
• キーワード: 地震被災診断 / 光ファイバセンサ / 圧電型センサ / モニタリング / 損傷判定

研究概要

本研究は、都市インフラの地震被災度の迅速な把握と緊急対応のため、(1)ブロードバンド地震被災検知センサの開発、(2)損傷情報を統合して構造物全体の健全度を判定・評価する技術の開発、(3)センシングシステムと健全度解析評価・診断・判断手法を統合した地震被災診断システムの開発を行うものである。
光ファイバセンサでは、FBG(Fiber Bragg Grating)方式の動的分布センシング手法について、センサのロングゲージ化および高感度化手法、さらに耐久性改善手法を提案し、供用中の実橋梁での評価実験によって、その有効性を確認した。圧電型センサでは、PVDF(polarized polyvinylidene fluoride)フィルムセンサの実用化に向け、ダミーフィルムとOPアンプを利用したフィルムの焦電性の除去方法を考案するとともに、繰返し荷重によってPVDFフィルムセンサの耐久性が低下する問題についても実験的に確認した。
被災健全度診断判定システムの開発では、各種センサによる分布的かつ面状の計測から多点計測情報が取得できることを踏まえたシステム開発を継続した。地震応答の計測データに基づくニューラルネットワーク手法を用いた多点入出力型の損傷検知手法の精度向上について検討し、異なる地震応答を利用する場合の検知精度の低下に関する問題点を究明した。また、PVDFフィルムセンサのワイヤレス化については既存の無線通信モジュールとの互換性を把握するとともに、加速度センサ、温湿度センサ、ひずみセンサと組み合わせた場合の利用方法の検討も行った。

研究成果

• [雑誌論文] Parametric estimation for RC flexural structures based on distributed long-gage fiber optic sensors (2010)
  • 著者名/発表者名: Li, S., Wu, Z.S.
  • 雑誌名: Journal of Structural Engineering, ASCE Vol.136, No.2 ページ: 144-151
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vibration-based structural health monitoring technique using statistical features from strain measurements (2009)
  • 著者名/発表者名: Adewuyi, A.P., Wu, Z.S.
  • 雑誌名: Journal of Engineering and Applied Sciences Vol.4, No.3 ページ: 38-47
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensitivity enhancement of long-gage FBG sensors for Macro-strain measurements (2009)
  • 著者名/発表者名: Li, S., Wu, Z.S.
  • 雑誌名: Structural Health Monitoring Vol.8, No.6 ページ: 415-423
  • 査読あり
• [学会発表] 圧電フィルム・センサの繰り返しひずみ耐久性に関する実験的検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田名部菊次郎,横山功一,原田隆郎,服部一央
  • 学会等名: 第37回土木学会関東支部技術研究発表会
  • 発表場所: 日本大学理工学部,東京
  • 年月日: 20100312-20100313
• [学会発表] Improvement of typical Damage Identification Techniques Using Dynamic Strain Distribution from Long-Gage FBG Sensors (keynote) (2009)
  • 著者名/発表者名: Wu, Z.S.
  • 学会等名: Proceedings of the International Symposium on Innovation & Sustainability of Structures in Civil Engineering
  • 発表場所: Guangzhou, China
  • 年月日: 20091128-20091130
• [学会発表] Performance of modal macrostrain-flexibility methods for damage localization using long-gage FBG sensors (2009)
  • 著者名/発表者名: Adewuyi A.P., Wu Z.S.
  • 学会等名: 7th International Workshop on Structural Health Monitoring
  • 発表場所: Stanford, California, USA
  • 年月日: 20090909-20090911
• [学会発表] Structural damage localization using modal macro strain-based flexibility methods with long-gage FBG sensors (2009)
  • 著者名/発表者名: Adewuyi A.P., Wu Z.S.
  • 学会等名: 4th International Conference on Structural Health Monitoring of Intelligent Infrastructure
  • 発表場所: Zurich, Switzerland
  • 年月日: 20090722-20090724
• [備考]
  • URL: http://info.ibaraki.ac.jp/scripts/websearch/index.htm