破壊力学的手法を用いたコンクリ-トの破壊性状に関する研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63550350
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 六郷 恵哲 岐阜大学, 工学部, 助教授 (40127155)
• 研究分担者: 内田 裕市 岐阜大学, 工学部, 助手 (20213449) ; 森本 博昭 岐阜大学, 工業短期大学部, 助教授 (30021629)
• キーワード: コンクリ-ト / 破壊力学 / 破壊エネルギ- / 引張軟化曲線 / 有限要素法 / シミュレ-ション / J積分 / 鋼繊維補強コンクリ-ト

研究概要

コンクリ-トの破壊力力学パラメタである破壊エネルギ-(単位面積のひびわれ形成に必要なエネルギ-)と引張軟化曲線(ひびわれ領域における伝達引張応力とひびわれ開口幅との関係)の計測方法について検討するとともに、これらのパラメタを用いてコンクリ-トの破壊現象のシミュレ-ションを行うための手法や、コンクリ-ト性能評価の方法について検討し、次の結果を得た。
1.円筒形スリットを加工したコンクリ-ト供試体に圧縮力を作用させて引張試験を行い、引張軟化曲線を計測するとともに、AE破壊減探査手法によりひびわれ進展の様子を検出した。
2.曲げ試験から引張軟化曲線を求めるためのJ積分の概念基づいた試験法(J積分法)を改良し、新J積分法として提案するとともに、鋼繊維補強コンクリ-トの引張軟化曲線をこの方法で求めた。J積分法や新J積分法によって安定した結果を求めるための試験条件について数値解析により検討した。
3.引張軟化曲線を組み込んだFEM解析により、アルカリ骨材反応により生じるコンクリ-トのひびわれのシミュレ-ションを行った。
4.レジンコンクリ-ト、軽量コンクリ-ト、弱材令コンクリ-ト、アルカリ骨材反応によるひびわれが生じたコンクリ-ト、等を含む各種コンクリ-トの破壊エネルギ-と引張軟化曲線を実験より求め、これらの破壊力学パラメタが、コンクリ-トの性能の評価に有効なことを示した。
5.コンクリ-トの局部破壊試験法の一種であるブレイクオフ(break-off)試験法から破壊エネルギ-を求めることが可能なことを示した。

研究成果

• [文献書誌] ROKUGO.K: "Testing methods to determine tensile strain softening curve and fracture energy of concrete" Fracture Toughness and Fracture Energy BALKEMA. 153-163 (1989)
• [文献書誌] 六郷恵哲: "J積分を用いた曲げ試験によるコンクリ-トの引張軟化曲線の定量化" セメント・コンクリ-ト論文集. 43. 304-309 (1989)
• [文献書誌] 六郷恵哲: "各種コンクリ-トの破壊力学パラメタ" コンクリ-ト工学年次論文報告集. 11-1. 247-252 (1989)
• [文献書誌] KOYANAGI.W: "Characteristics and simulation of concrete cracks caused by AAR" Proc.of 8th Int.cont.on Alkali-aggreggate Reaction.Kyoto.845-850 (1989)
• [文献書誌] ROKUGO.K: "Tensile softening diagrams of steel fiber reinforced concrete" Fracture of concrete and Rock.ELSEVIER APPLIEDSCIENCE. 513-522 (1989)
• [文献書誌] 六郷恵哲: "コンクリ-トの引張軟化特性と試験法" 構造工学論文集. 36A. 325-334 (1990)
• [文献書誌] 内田裕市: "曲げ試験によるコンクリ-トの引張軟化曲線の計測" 日本コンクリ-ト工学協会コロキウム論文集、コンクリ-トの構造の破壊力学に関する研究. 5-12 (1990)
• [文献書誌] 鈴木泰生: "各種条件下におけるコンクリ-トの破壊エネルギ-と引張軟化曲線" 日本コンクリ-ト工学協会コロキウム論文集,コロキウム構造の破壊力学に関する研究. 87-90 (1190)
• [文献書誌] 六郷恵哲: "コンクリ-トの引張軟化特性に関する検討〔投稿中〕" セメントコンクリ-ト論文集. 44. (1990)
• [文献書誌] 鈴木泰生: "ブレイクオフ試験ならびに引抜き試験によるコンクリ-トの引張特性の評価" コンクリ-ト工学年次論文報告集. (1990)