凍害と疲労による損傷を受けたコンクリートの応力-ひずみ関係のモデル化

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03F00237
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 上田 多門 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): HASAN MUTTAQIN 北海道大学, 大学院・工学研究科, 外国人特別研究員
• Keywords: 応力-ひずみ関係 / 凍結融解作用 / 微小構造の破壊 / 塑性引張ひずみ / 疲労寿命 / 微小構造の破壊モデル / 曲げ挙動 / 荷重-変位関係

Research Abstract

本年度の研究の成果として以下のことが明らかになった.
(1)凍結融解と疲労作用を組み合わせて受けるコンクリートの応力-ひずみ関係を実験結果に基づきモデル化した.凍結融解作用を受けていない場合より,凍結融解作用を受けた上で,疲労作用を受けた場合の塑性ひずみが大きいことが明らかになったので,凍結融解作用により生じる塑性引張ひずみを関数として,除荷時および再載荷時の応力-ひずみ関係をモデル化した.
(2)メソスケールの剛体バネモデルを適用して,凍結融解作用により損傷を受けたコンクリートのマクロスケールの応力-ひずみ関係を解析的に予測することを試みた.損傷によりメソスケールでコンクリートの一部が破壊していると仮定し,強度のない要素を導入したところ,圧縮・引張力下で強度と剛性ともに低下したが,両者の低下関係は実験結果とは一致しなかった.実験で明らかになった引張力が完全に解放されるときのひび割れ幅が大きくなる現象を解析に取り入れる,塑性引張ひずみを与える,ということを組み合わせると強度と剛性の低下現象が予測できる可能性が示された.
(3)凍結融解作用を受けた梁の曲げせん断試験を行った.破壊モードは曲げ破壊となった.凍結融解作用を受けていない梁と比較し,最大耐力はあまり変わらなかったが,最大耐力後の耐荷力の低下は速く,ひび割れ本数が減少した.

Research Products

• [Publications] Hasan, M., Sato, Y., Ueda, T.: "Stress-Strain Behavior of Concrete Damaged by Combined Effect of Freezing and Thawing and Cyclic Loading"Proc.9^<th> East Asia Pacific Conference on Structural Engineering and Construction. CMT88-CMT93 (2003)
• [Publications] Hasan, M., Ueda, T., Sato, Y.: "The Influence of Frost Damage on Fatigue Behavior of Concrete"Proc.4^<th> International Conference on Concrete under Severe Conditions : Environment & Loading. (掲載予定). (2004)
• [Publications] Ueda, T., Hasan, M., Nagai, K., Sato, Y.: "Stress-Strain Relationships of Concrete Damaged by Freezing and Thawing Cycles"Proc.5^<th> International Conference on Fracture Mechanics of Concrete and Concrete Structures. (掲載予定). (2004)
• [Publications] Hasan, M., Ueda, T., Sato, Y.: "Experimental Study on Flexural Behavior of RC Beam Subjected to Freezing and Thawing Cycles"Proc.Japan Concrete Institute. 26(採択済み). (2004)