| Research Abstract |
本研究の目的は,道路橋床版の移動荷重による疲労損傷メカニズムを解析と実験により明らかにし,その技術を用いてコンクリート構造物の寿命を定量的に評価する手法を開発することである.
高サイクルの移動荷重下での損傷進行過程を定量的に明らかにするため,東日本旅客鉄道株式会社の協力も得て,実大スラブを用いた実験を行った.また,非線形有限要素法による数値解析を実施し,実験結果を再現することができた.さらに,解析によってスラブの支間長,有効高,載荷レーン間の距離をパラメータとしたシミュレーションを実施し,破壊モードの変化と疲労寿命の関係を数値解析から示した.
また,シミュレーション技術を用いた既設構造物の評価のため,複数の輪荷重走行試験について数値解析を実施した.実橋の評価指標として,解析および実験で得られるたわみの増加率および曲率という2つに着目したが,実橋床版での測定精度の問題がある.このため,解析で得られた荷重走行時の加速度変化から,実橋の損傷度を評価する手法を提案した.
さらに,近年採用が増えている鋼コンクリート合成床版について,鋼材とコンクリート要素の境界に固有の特性をもつ仮想要素を用いた疲労解析を実施した.実験で観察不可能なコンクリート内部のひび割れ発生と進展過程をステップごとに捉え,既往の実験研究と良好に一致した.さらに,通常の疲労耐久試験で実施されない段階までシミュレーションを行い,最終破壊形態を予測した.通常の疲労耐久試験で実施されない段階までシミュレーションを行い,最終破壊形態を予測した.通常の疲労耐久試験で実施されない段階までシミュレーションを行い,最終破壊形態を予測した.
本研究で得られた知見はいずれも,これまで定量化が困難であった移動荷重下の寿命推定に,大きく寄与するものである.
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