| 研究課題/領域番号 |
25289139
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
園田 佳巨 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40304737)
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| 研究分担者 |
玉井 宏樹 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20509632)
別府 万寿博 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, その他部局等, 教授 (90532797)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | コンクリート板 / 貫入・貫通 / 裏面剥離 / 衝突実験 / SPH法 |
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| 研究実績の概要 |
平成27年度は，コンクリート部材の衝撃的脆性破壊の典型的な事象である，物体の衝突を受けた時の貫入（表面破壊），裏面剥離（表面および裏面の破壊），貫通（完全崩壊）の３つの破壊形態に関する実験および数値解析による検討を行った。具体的には，質量8.3kgの鋼製飛翔体を数十m/sの速度で板厚18cmの無筋コンクリート板と鉄筋コンクリート版(以下ではRC版と呼ぶ)に衝突させ，その破壊性状を調べた。
その結果，無筋コンクリート板およびRC版に比較的に低速度で剛な物体が衝突した場合には，板全体の曲げ変形によって裏面中心から放射状のひび割れが発生することが認められた。なお，この破壊性状に関しては，SPH法を用いた数値解析においても同じひび割れを再現でき，同種のひび割れ防止の配筋方法を解析的に提案できるものと考えられる。一方，衝突物の速度を増加すると衝突物の貫入量も増加し，一定の貫入量に達すると裏面にコーン形状の剥離面を形成するような斜めひび割れ（せん断）が生じることが確認できた。今回の実験では，斜めひび割れは衝突物の最大貫入位置（接触面）外縁から約30°の角度で進展しており，Yankelevskyが提唱する裏面剥離メカニズムに合致する結果が得られている。裏面剥離のメカニズムは構造側の部材形状と衝突物が与える衝撃応力の状態（縦波主体，曲げ・せん断混在等）によって異なるものと考えられるが，通常の土木構造物に物体が衝突する場合の裏面剥離はYankelevsky型の場合が多いものと考えられる。従って，この種の衝撃的脆性破壊を防ぐには，衝突物の貫入量と残存板厚の動的押し抜きせん断強度を考慮した照査が必要であると考えられる。
その他，衝突物の貫通解析の結果から，貫通に必要な力積は貫通されない限界時の力積より小さく，その境界は物体の衝突速度が閾値を超えるかどうかに依存していることが認められた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 次年度使用額の使用計画 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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