光学的計測技術によるインフラ構造物のミクロ・メゾ・マクロレベルの劣化・健全度評価

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24360182
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 松田 浩 長崎大学, 工学研究科, 教授 (20157324)
• 研究分担者: 一宮 一夫 大分工業高等専門学校, 都市・環境工学科, 教授 (00176306) ; 才本 明秀 長崎大学, 工学研究科, 教授 (00253633) ; 出水 享 長崎大学, 工学研究科, 技術職員 (00533308) ; 佐川 康貴 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10325508) ; 奥松 俊博 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (30346928) ; 藤垣 元治 福井大学, 工学研究科, 教授 (40273875) ; 中村 聖三 長崎大学, 工学研究科, 教授 (40315221) ; 西川 貴文 長崎大学, 工学研究科, 助教 (50512076) ; 森田 千尋 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (60230124) ; 安武 敦子 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (60366432) ; 浜田 秀則 九州大学, 工学研究院, 教授 (70344314) ; 伊藤 幸広 佐賀大学, 工学系研究科, 教授 (90223198)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 光学的計測法 / ひび割れ劣化診断 / 応力解放法 / デジタル画像相関法 / 疲労亀裂検知 / 誘導加熱装置 / レーザードップラ速度計 / 固有振動数計

研究実績の概要

構造物の健全性診断に必要となる空間的に分布した変状を容易に取得する計測法として、光学的計測技術と解析技術を融合することで、高度な工学的判断の一助となるようなミクロ～メゾ～マクロレベルでの劣化健全度診断法の確立を目標として研究を推進した。平成26年度の研究実績の概要を以下に示す。
(1)コンクリート構造物の劣化診断のための情報として重要な情報であるひび割れを自動抽出するために、UAVを用いて撮影したコンクリート構造物の写真から、画像処理技術を用いたひび割れ抽出法について検討した。ひび割れ図の取得には、ひび割れ幅の指標を用いた手法と、木構造状画像フィルタを用いた手法を用いた。後者では、画像の特長を階調値により定量的に分類し、対象画像に対して効果的なフィルタ構築を目標とした。
(2)誘導加熱装置を用いて構造物の表面や内部の亀裂を開閉させ、その挙動をデジタル画像相関法で計測することにより亀裂検知する装置の開発を行った。これまでは産業用カメラによる計測を行ってきたが、実用化に向けより安価で手に入る市販デジタルカメラを用いた亀裂検知を行うことを目標して研究を進めた。
(3)遠隔振動計測が可能なレーザドップラー速度計（LDV）使用した振動計測法において、レーザ照射ターゲット、測定手法、波形処理を用いた新しい振動計測法を開発するとともに、実橋梁への適用可能性を検討した。さらに、橋梁の簡易劣化評価手法としてLDVと固有振動数計を用いて実橋梁での計測を実施し、維持管理への適用性について検討した。
(4)デジタル画像相関法を用いて、コンクリート系材料の圧縮試験におけるひずみ分布を画像計測から算出し、亀裂本数1～3本の欠陥を有するコンクリート系材料のひび割れ発生・進展挙動の可視化を行うとともに、線形弾性破壊力学に基づく解析による応力場と全視野ひずみ計測によるひずみ場の実験結果の整合性について検討した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] 空力励起振動するトラス部材の遠隔計測の実現と長期運用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西川貴文，奥松俊博，中村聖三，岡林隆敏
  • 雑誌名: 構造工学論文集 巻: 2014年版 ページ: －
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of 3D Planar Crack using Body Force Method (2015)
  • 著者名/発表者名: Md. A. Hasib and A. Saimoto
  • 雑誌名: Journal of Key Engineering Materials 巻: 627 ページ: 5-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 道路橋床版の上面増厚補強における継手部の構造検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 1)長島和輝，上阪康雄，松田浩
  • 雑誌名: 第八回道路橋床版シンポジウム論文集 巻: 8 ページ: 61-62
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] カメラ装置とコア応力解放法によるプレテンションPC桁の現有作用応力測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 2)出水享，松田浩
  • 雑誌名: 第23回プレストレストコンクリートの発展に関するシンポジウム 巻: 23 ページ: 123-128
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 熱的負荷による鋼部材のき裂の欠陥検知法に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本佳樹，草野壱俊，松田浩，出水享，伊藤幸広
  • 雑誌名: 鋼構造年次論文報告集 巻: 22 ページ: 284-291
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 薄肉円筒シェル部材の座屈挙動に関する実験・解析的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 草野壱俊，緒方宇大，松田浩，森田千尋，古賀掲維
  • 雑誌名: 鋼構造年次論文報告集 巻: 22 ページ: 95-101
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fatigue Damage of a Diagonal Member in a Steel Truss Bridge Due to Wind-Induced Vibration (2014)
  • 著者名/発表者名: 2)Shozo Nakamura, Toshihiro Okumatsu, Takafumi Nishikawa and Takatoshi Okabayashi
  • 雑誌名: Proceedings of the Istanbul Bridge Conference 巻: 2014年版 ページ: －
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 長崎県における耐候性鋼無塗装橋梁の錆生成状況とその経年変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 中村聖三，村田勇司，原田宗育，奥松俊博，西川貴文
  • 雑誌名: 鋼構造年次論文報告集 巻: 22 ページ: 489-495
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 道路構造物へ金属溶射を適用するための基礎耐久性試験 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村山康雄，元井邦彦，福永靖雄，中村聖三
  • 雑誌名: 鋼構造年次論文報告集 巻: 22 ページ: 496-503
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Temperature effect for natural frequencies of a steel langer truss girder bridge (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Okumatsu, S. Nakamura, T. Nishikawa, T. Kojima and Y. Mitsui
  • 雑誌名: Proc. of 4th International Symposium on Life-Cycle Civil Engineering 巻: 4 ページ: －
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 中路ローゼ橋の支承周辺部挙動確認のための車両載荷実験 (2014)
  • 著者名/発表者名: 毛利淳樹，奥松俊博，中村聖三，西川貴文
  • 雑誌名: 第2回九州橋梁・構造工学研究会シンポジウム論文集 巻: 2 ページ: 126-130
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interaction of Multiple Planar Cracks under Mixed-mode Loading (2014)
  • 著者名/発表者名: Md. A. Hasib and A. Saimoto
  • 雑誌名: 3rd International Conference on Mechanical, Industrial and Energy Engineering 巻: 2014年版 ページ: －
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Versatile Analysis of Mixed-mode 3D Planar Crack (2014)
  • 著者名/発表者名: Md. A. Hasib and A. Saimoto
  • 雑誌名: Asian Conference on Mechanics of Functional Materials and Structures 巻: 2014年版 ページ: 349-352
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interference Analysis of 3D Planar Cracks by Body Force Method (2014)
  • 著者名/発表者名: Md. A. Hasib and A. Saimoto
  • 雑誌名: Joint Symposium between Nagasaki University and Jeju National University 巻: 2014年版 ページ: －
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] SIF of a Penny-shaped Crack under Bending (2014)
  • 著者名/発表者名: Md. A. Hasib and A. Saimoto
  • 雑誌名: oint Symposium between Sister Universities in Mechanical Engineering 巻: 2014年版 ページ: －
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ballistic Estimation of the Fired Bullet based on Collision Marks at Automobile Windshield (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Hirakawa, A. Saimoto, and T. Ishimatsu
  • 雑誌名: Asian Conference on Mechanics of Functional Materials and Structures 巻: 2014年版 ページ: 357-360
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stress Analysis of Functionally Graded Hollow Cylinder (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Iwasaki, S. Miyanaga, T. Ino and A. Saimoto
  • 雑誌名: Joint Symposium between Sister Universities in Mechanical Engineering 巻: 2014年版 ページ: －
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of residual deformation of an over loaded strip (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ino and A. Saimoto
  • 雑誌名: Joint Symposium between Sister Universities in Mechanical Engineering 巻: 2014年版 ページ: －
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Study on the transition of crack propagation mode in a thermal stress cleaving (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ihara, T. Tobimatsu, T. Ino and A. Saimoto
  • 雑誌名: Joint Symposium between Sister Universities in Mechanical Engineering, 巻: 2014年版 ページ: －
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interference Analysis of 3D Cavities and Cracks by BFM (2014)
  • 著者名/発表者名: Md. A. Hasib and A. Saimoto
  • 雑誌名: Proceedings of JSME 巻: 2014年版 ページ: －
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 文化財建造物のバリアフリー化に関する基礎的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 安武 敦子
  • 雑誌名: 日本建築学会梗概集 巻: 2014年版 ページ: 535-536
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 環長崎港地域アーバンデザインシステムの景観および建物のコントロールについて (2014)
  • 著者名/発表者名: 安部 知佳子，安武 敦子
  • 雑誌名: 日本建築学会九州支部研究報告 巻: 第54 号 ページ: 365-368
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 戸建住宅地の街区デザインの展開とその評価―継続的な更新を可能とする街区モデルの検討― (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤木 玲，安武 敦子
  • 雑誌名: 日本建築学会九州支部研究報告 巻: 第54 号 ページ: 33-136
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 地方都市における経年的戸建て住宅地の居住実態～長崎市とその近郊の現状と課題～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 大脇 佳歩，安武 敦子
  • 雑誌名: 日本建築学会九州支部研究報告 巻: 第54 号 ページ: 145-148
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 一軸圧縮荷重を受ける複数の初期き裂を有する石膏板のひび割れ進展挙動に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 1)博多屋智志，前田玄輝，松田浩，出水享，趙程
  • 雑誌名: 日本実験力学会2014年次講演会 巻: 2014年版 ページ: 31-36
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 熱的負荷による鋼部材のき裂の欠陥検知法に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 2)岡本佳樹，草野壱俊，松田浩，出水亨，伊藤幸広
  • 雑誌名: 日本実験力学会2014年次講演会 巻: 2014年版 ページ: 113-117
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 薄肉円筒シェル部材の座屈挙動に関する実験・解析的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 3)草野壱俊，緒方宇大，戸次翔，松田浩，森田千尋，古賀 掲維，趙程
  • 雑誌名: 日本実験力学会2014年次講演会 巻: 2014年版 ページ: 164-169
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 遠隔非接触振動計測装置を用いた鋼道路橋の振動特性に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 4)長島和輝，松田浩，森田千尋，出水享，藤岡靖，大石義成，高橋洋一
  • 雑誌名: 日本実験力学会2014年次講演会 巻: 2014年版 ページ: 333-338
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 光学的手法によるコンクリート構造物のひび割れ幅および進展挙動の計測と可視化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 5)蔵本駿介，長島和輝，中原勇気，西川貴文，出水亨
  • 雑誌名: 日本実験力学会2014年次講演会 巻: 2014年版 ページ: 344-348
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 無人飛行体(UAV)を用いた橋梁の目視点検手法の開発に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 6)緒方宇大，草野壱俊，松田浩，森田千尋，出水亨，上阪康雄，稲田裕
  • 雑誌名: 日本実験力学会2014年次講演会 巻: 2014年版 ページ: 349-352
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fatigue Damage of a Diagonal Member in a Steel Truss Bridge Due to Wind-Induced Vibration (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Nakamura, T. Okumatsu, T. Nishikawa and T. Okabayashi
  • 雑誌名: Proceedings of the Istanbul Bridge Conference 巻: 2014年版 ページ: －
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 木構造状フィルタによる非高精細画像における舗装損傷の認識 (2015)
  • 著者名/発表者名: 島塚亮輔，西川貴文，奥松俊博，中村聖三
  • 学会等名: 土木学会西部支部研究発表会
  • 発表場所: 琉球大学（沖縄県中頭郡西原町）
  • 年月日: 2015-03-07 – 2015-03-07
• [学会発表] 長崎県でのインフラ維持管理の事例と広域連携への取組み (2015)
  • 著者名/発表者名: 松田浩
  • 学会等名: メンテナンスエキスパート（ME）山口成果報告会
  • 発表場所: 山口グランドホテル（山口市）
  • 年月日: 2015-02-02
  • 招待講演
• [学会発表] 長崎県でのインフラ維持管理の事例と広域連携への取組み (2015)
  • 著者名/発表者名: 松田浩
  • 学会等名: 第6回東北地方の橋梁保全に関するシンポジウム
  • 発表場所: 仙台市情報・産業プラザ多目的ホール（仙台市青葉区）
  • 年月日: 2015-01-30
  • 招待講演
• [学会発表] Prototype of Handheld Displacement and Strain Measurement System with Multiple Imaging Sensors (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujigaki, M.
  • 学会等名: 9th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics(9th ISEM '14-New Delhi)
  • 発表場所: Hotel Jaypee Siddharth, New Delhi, INDIA
  • 年月日: 2014-11-03
• [学会発表] 複数撮像素子を用いた光学式ハンディ型変位・ひずみ計測装置の精度評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤垣元治
  • 学会等名: 日本非破壊検査協会平成26年度秋季講演大会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（名古屋市）
  • 年月日: 2014-10-29
• [学会発表] インフラ長寿命化センターと“道守”養成講座 ～地方のインフラは誰が守っていくのか～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 松田浩
  • 学会等名: 芝浦工業大学マルチフィールド研究会
  • 発表場所: 芝浦工業大学（東京都江東区豊洲）
  • 年月日: 2014-10-28
  • 招待講演
• [学会発表] 複数カメラを用いたサンプリングモアレ法による三次元変位計測手法の提案 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤垣元治
  • 学会等名: 第19回知能メカトロニクスワークショップ
  • 発表場所: 高野山宝城院（和歌山県高野町）
  • 年月日: 2014-07-13
• [学会発表] Calibration-free Real-time Deformation Distribution Measurement with Improved Version of Sampling Moire Camera (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujigaki, M.
  • 学会等名: The Fifth US/Japan NDT Symposium ASNT/JSNDI
  • 発表場所: Makena Beach & Golf Resort, Maui Island, Hawaii, USA
  • 年月日: 2014-06-18
• [学会発表] 歴史的・産業遺産構造物の３Ｄ計測とデータの利活用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松田浩
  • 学会等名: Polymaer in Concre
  • 発表場所: 長崎大学（長崎市）
  • 年月日: 2014-06-10
  • 招待講演
• [学会発表] Displacement and Strain Measurement with Multiple Imaging Head Using PSDHI (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujigaki, M.
  • 学会等名: SEM 2014 Annual Conference & Exposition on Experimental and Applied Mechanics
  • 発表場所: Hyatt Regency Greenville, Greenville, SC USA
  • 年月日: 2014-06-05
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.st.nagasaki-u.ac.jp/ken/matsuda/index-j.html
• [備考] 教育・研究上の業績
  • URL: http://www.st.nagasaki-u.ac.jp/ken/matsuda/publications/frame-publications.htm
• [備考] 研究内容
  • URL: http://www.st.nagasaki-u.ac.jp/ken/matsuda/research/research-1.html