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2012 年度 実績報告書

動的荷重を受けるコンクリート構造物の破壊進展機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23360192
研究機関東京工業大学

研究代表者

岩波 光保  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (90359232)

研究分担者 川端 雄一郎  独立行政法人港湾空港技術研究所, 構造研究領域, 主任研究官 (10508625)
合田 寛基  九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20346860)
玉井 宏樹  九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20509632)
加藤 絵万  独立行政法人港湾空港技術研究所, 構造研究領域, 構造研究チームリーダー (90371765)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード動的荷重 / コンクリート / 破壊進展機構 / 動的全視野計測 / 材料劣化 / 数値解析
研究概要

本研究では、動的荷重を受けるコンクリート構造物の破壊進展機構の解明に向けて、動的全視野計測手法の構築、部材の動的性能に及ぼす材料劣化の影響評価、動的荷重を受ける数値解析手法の構築、の3つに大別して検討を行っている。
まず、動的全視野計測における検討では、静的載荷によるモルタルの変形挙動と衝撃載荷に近い微小時間載荷によるモルタルの変形挙動との比較を目的とした基礎実験を実施した。静的載荷では、モルタルの圧縮変形を計測できた一方、微小時間載荷では、撮影画像間の輝度値分布におけるばらつきが大きかった。これは、照明やカメラの感度によるノイズの影響が原因とみられ、撮影環境とともに、画像処理の方法も含めた検討が必要であることが考えられた。静的環境下でカメラを移動させる撮影方法では、評価可能な再現性を担保できる方法を確認した。
次に、部材の動的性能に及ぼす材料劣化の影響評価として、繰返し衝突荷重を受けるRC版の押抜きせん断抵抗性の評価を実験的に行い、繰返し衝突荷重を受けるRC版の破壊進行過程について明らかにした。また、既設防波堤ケーソンの補強を想定し、ケーソン中詰材を固化する技術を考案するとともに、載荷実験によってRC版の破壊進行を抑制できることを確認した。
動的荷重を受けるコンクリート構造物の数値解析手法の構築に向けた検討については、前年度までに提案していた手法の構成則や破壊則を修正することを試みた。具体的には、コンクリートの構成則に平面キャップを有するDrucker-Pragerの降伏条件を仮定し、さらに、圧縮破壊を考慮するために圧縮域における軟化特性を考慮することとした。前年度までのモデルとの比較により、本モデルの有用性を検証できたが、今後、実験結果との比較検証を実施していく必要があると考えている。

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

研究実施計画において示した、「動的全視野計測の計測条件の最適化」、「局所的に腐食を生じたRC部材の疲労特性」、「局所破壊を再現可能な解析手法の基盤作成」という個別の目標に対して、いずれも十分な研究成果が得られている。また、これらの成果を基に、数編の学術論文を投稿し、学会発表についても、国際会議での発表も含めて積極的に行っている。

今後の研究の推進方策

引き続き、研究代表者および研究分担者が近密な連携を図り、研究を行っていく。動的全視野計測に関しては、最適化条件を基に各種実験について計測を行い、既存の計測手法と比較してデータの整合性の確認を行う。腐食を生じたRC部材の疲労特性については、腐食と疲労を同時に生じさせる実験を実施する。局所破壊を再現可能な解析手法については、コンクリートの局所圧壊等を考慮した解析手法の構築を目指す。次年度が最終年度であるため、これまでに得られた研究成果をもとに、動的荷重を受けるコンクリート構造物の破壊進展機構の解明を図る。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] 地震動により損傷した桟橋RC上部工の残存性能2013

    • 著者名/発表者名
      川端雄一郎,岩波光保,加藤絵万,西田孝弘
    • 雑誌名

      構造工学論文集

      巻: 59A ページ: 91-103

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 既設防波堤ケーソンの耐衝撃補強工法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      松林卓,森田浩史,岩波光保,安井利彰,水谷征治,川端雄一郎
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: 66 ページ: I_336-I_341

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 既設防波堤ケーソンの耐衝撃補強方法に関する実験的研究2012

    • 著者名/発表者名
      松林卓,森田浩史,岩波光保
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 34 ページ: 679-684

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 既設防波堤ケーソンの側壁補強工法の実験的研究2012

    • 著者名/発表者名
      水谷征治,佐野清史,松林卓,岩波光保,川端雄一郎
    • 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: 12 ページ: 389-394

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 単発および繰り返し衝突が作用する二辺単純支持RC版の応答特性に関する基礎的研究2012

    • 著者名/発表者名
      玉井宏樹,合屋智史,園田佳巨
    • 雑誌名

      土木構造・材料論文集

      巻: 28 ページ: 47-53

    • 査読あり
  • [学会発表] RC 版の衝撃応答に及ぼすコンクリートの降伏条件の影響に関する一検討2013

    • 著者名/発表者名
      合屋智史,玉井宏樹,園田佳巨
    • 学会等名
      土木学会西部支部研究発表会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本県)
    • 年月日
      20130309-20130309
  • [学会発表] A fundamental study on the repeated impact analysis of RC slab with consideration of local damage2012

    • 著者名/発表者名
      玉 井宏樹, 合屋智史, 園田佳巨
    • 学会等名
      5th International Conference on Protection of Structures against Hazards
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      20121115-16
  • [学会発表] 中詰材の改良による既設防波堤ケーソンの補強メカニズムに関する実験的検討2012

    • 著者名/発表者名
      岩波光保,川端雄一郎,松林卓,安井利彰,水谷征治,佐野清史
    • 学会等名
      土木学会第67回年次学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      20120905-20120907
  • [学会発表] 中詰材の改良厚さが既設防波堤ケーソンの耐衝撃補強効果に及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      森田浩史,末岡英二,松林卓,安井利彰,岩波光保,川端雄一郎
    • 学会等名
      土木学会第67回年次学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      20120905-20120907
  • [学会発表] 繰り返し衝突作用による局所損傷を考慮したRC版の衝撃応答解析に関する基礎的研究2012

    • 著者名/発表者名
      合屋智史,玉井宏樹,園田佳巨
    • 学会等名
      土木学会第67回年次学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      20120905-20120907
  • [学会発表] Application of full-field non-contact measurement technology to clarification of deterioration mechanism on constructional material2012

    • 著者名/発表者名
      合田寛基,川端雄一郎,内野正和,松田浩,日比野誠
    • 学会等名
      IABMAS2012
    • 発表場所
      Lake Maggiore, Italy
    • 年月日
      20120708-20120712

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公開日: 2014-07-24  

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