2020 Fiscal Year Annual Research Report

Fracture progress mechanism of concrete under high water pressure considering water movement in microstructure

Research Project

Project/Area Number	18H01508
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	岩波光保東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (90359232)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	千々和伸浩東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (80546242)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	コンクリート / 高水圧 / 破壊進展メカニズム / 微細空隙 / 海洋開発
Outline of Annual Research Achievements	①高水圧載荷装置を用いた実験的検討過年度までの検討で、コンクリートに水圧を作用させた際の力学的挙動の変化は、透水性とセメント硬化体の強さとの関係性で決まることが明らかとなった。そこで、円柱試験体の側面をエポキシ樹脂で被覆することで、コンクリート中の透水方向を制限した状態で高水圧載荷実験（50MPa）を行い、コンクリート中の透水状況と内部ひずみの発生・進展状況の関係を調べた。その結果、外表面からの距離によってひずみ挙動に違いが見られた。これは、外表面からの距離が近い位置の方が、浸透した水が早い段階で水圧に抵抗できるため、セメント硬化体の骨格負担が生じにくいためであると考えられた。また、一定時間、高水圧を保持したケースの実験結果からは、時間の経過とともに内部ひずみの値は変化し、表面からの距離によって変化の状況が異なっていた。以上のことから、コンクリート中の微細空隙構造とコンクリート中への水の浸透状況の両方を考慮することで、高水圧作用下にあるコンクリートの破壊進展メカニズムを説明できることが分かった。 ② FEMに基づく解析的検討コンクリート中の微細空隙への水の浸透を有限要素解析で正確に追跡できるようにするため、微細空隙内部における液状水の移動のモデル化などの検討を行った。実際の深海におけるコンクリートの力学挙動と①の実験結果を比較すると、深海における低温の影響を適切に評価する必要がある。そこで、低温環境下（約2～3度）で高水圧載荷実験を行い、そのときのコンクリートのひずみ発生状況を調べるとともに、損傷状況に及ぼす低温の影響を調べた。その結果、本研究の範囲内では、高水圧を受けるコンクリートの力学挙動に及ぼす低温の影響はほとんどないことが確認できた。
Research Progress Status	令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和2年度が最終年度であるため、記入しない。