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2015 Fiscal Year Annual Research Report

Long-Term Dynamic Simulation of Large-Scale RC-PC Infrastructures Based on Quasi Thermo-hygral Modeling

Research Project

Project/Area Number 23226011
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

前川 宏一  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (80157122)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 半井 健一郎  広島大学, 工学研究院, 准教授 (10359656)
牧 剛史  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (60292645)
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) 2011-04-01 – 2016-03-31
Keywordsコンクリート構造 / 過剰たわみ / 準平衡 / クリープ / 乾燥収縮
Outline of Annual Research Achievements

・単一径に対するナノ空間の流体モデルを交差する複合モデルに発展させ,動的平衡状態にある水分の状態量と移動速度の予測精度を向上させた。降雨直後の急速な水分供給と、雨天後の緩慢な液状水蒸発を高い精度で評価可能となった。 ・中空ダクト中長期暴露試験において3年以上にわたる自然環境下のコンクリート中の温湿度と部材曲率、平均変形の推移を得た。上記の動的水分平衡と移動モデルを新たに解析システムに加え、自然降雨・降水の繰り返しに対する屋外構造物の変形予測精度を向上させた。長大橋梁の長期変形解析で、過去に設定した上フランジ部の水分平衡状態の仮説が正当なものであったことを確認した。 ・地中カルバートの遅れせん断破壊が、本研究で開発した数値解析で予測可能であることを実証した。さらに巨大地震による地盤変形を受けた場合の応答解析を実施した結果、地盤との非線形相互作用から残余のリスクが評価できることを示した。 ・アルカリ骨材反応に伴うシリカゲル、鋼材腐食に伴う腐食ゲル、常温液状水、氷点下の固体氷と、それらの混合移動と平衡を考慮し,コンクリート固体との相互作用を厳密に考慮する数値解析モデルを開発した。アルカリ骨材反応の寸法効果とゲルの滲出、凍結融解サイクルの下での液状水の流入が考慮可能となった。 ・ひび割れ間の物質平衡と移動、コンクリート中の細孔内水分の動的平衡と移動を統合したプラットフォームを用いて、複合劣化したRC橋梁床版の疲労寿命解析を系統時に実施した。アルカリ骨材反応に伴う構造損傷と凍結融解に伴う損傷に相互作用が強く表れること、これが部材の疲労寿命をかえって延長する効果を発揮することもあることが解析と実験の両者から検証がなされた。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (38 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (27 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Peer Reviewed: 27 results,  Acknowledgement Compliant: 9 results,  Open Access: 8 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 9 results)

  • [Journal Article] 半連続プレキャスト床版における梁モデルを用いた継手構造の耐力評価検討2017

    • Author(s)
      北慎一郎,中山逸人,櫻井信彰,前川宏一,丸野幹人,佐竹紳也,大井川幸彦,谷口晋二郎
    • Journal Title

      構造工学論文集

      Volume: 63A Pages: ー

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 異高型複断面トンネルの横断方向地震時挙動に関する実験的検討2017

    • Author(s)
      津野 究, 鎌田和孝, 佐名川太亮, 小西真治, 大塚 努, 今村俊毅, 前川宏一
    • Journal Title

      土木学会論文集F1

      Volume: 72(3) Pages: I-150-158

    • DOI

      http://doi.org/10.2208/jscejte.72.I_150

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multi-scale seismic simulation of RC building coupled with drying shrinkage and steel corrosion2016

    • Author(s)
      Maekawa, K. and Chijiwa, N.
    • Journal Title

      9th International Conference on Fracture Mechanics of Concrete and Concrete Structures (FraMCoS-9), V.Saouma, J. Bolander and E. Landis (Eds).

      Volume: ー Pages: ID-111

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Scale-Dependent ASR Expansion of Concrete and Its Prediction coupled with Silica Gel Generation and Migration2016

    • Author(s)
      Takahashi, Y., Ogawa, S., Tanaka, Y. and Maekawa, K.
    • Journal Title

      Journal of Advanced Concrete Technology

      Volume: 14(8) Pages: 444-463

    • DOI

      http://doi.org/10.3151/jact.14.444

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Nonlinear Gel Migration in Cracked Concrete and Broken Symmetry of Corrosion Profiles2016

    • Author(s)
      Esayas Gebreyouhannes, Koichi Maekawa
    • Journal Title

      Journal of Advanced Concrete Technology

      Volume: 14(6) Pages: 271-286

    • DOI

      http://doi.org/10.3151/jact.14.271

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Mechanism of Long-Term Excessive Deformation and Delayed Shear Failure of Underground RC Box Culverts2016

    • Author(s)
      Maekawa, K., Zhu, X., Chijiwa, N. and Tanabe, S.
    • Journal Title

      Journal of Advanced Concrete Technology

      Volume: 14(5) Pages: 183-204

    • DOI

      http://doi.org/10.3151/jact.14.183

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Experimental study on internal RH of BFS mortars at early age2016

    • Author(s)
      JANUARTI Jaya Ekaputri, Maekawa, K. and Ishida, T.
    • Journal Title

      Materials Science Forum

      Volume: 857 Pages: 305-310

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Multi-scale modeling and asset management of concrete infrastructures2016

    • Author(s)
      Maekawa, K.
    • Journal Title

      Proceedings of EASEC-13

      Volume: ー Pages: 3-19

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effect of loading conditions on shear creep failure of RC beams2016

    • Author(s)
      Halwan Alfisa Saifullah, Kenichiro Nakarai, Van Piseth, Nobuhiro Chijiwa and Koichi Maekawa
    • Journal Title

      The 11th fib International PhD Symposium in Civil Engineering, Tokyo, Japan

      Volume: ー Pages: 1561-1569

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 床版取替に向けた半連続プレキャスト床版構造の検討2016

    • Author(s)
      北慎一郎,櫻井伸彰,前川宏一,松井繁之
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 38(2) Pages: 67-72

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 固液二相モデルを用いたASR膨張モデルと床版疲労解析への応用2016

    • Author(s)
      高橋佑弥,田中泰司,前川宏一
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 38(1) Pages: 1029-1034

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 水中におけるRC柱の動的応答性状に関する研究2016

    • Author(s)
      牧 剛史,早坂雅俊,中村 慎
    • Journal Title

      構造工学論文集

      Volume: 62A Pages: 885-895

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] RC床版の疲労余寿命に及ぼす先行荷重履歴の影響2016

    • Author(s)
      平塚慶達,千田峰生,藤山知加子,前川宏一
    • Journal Title

      土木学会論文集E2

      Volume: 72(4) Pages: 323-342

    • DOI

      http://doi.org/10.2208/jscejmcs.72.323

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 乾燥収縮過程がRC床版の疲労寿命に及ぼす影響2016

    • Author(s)
      平塚慶達,前川宏一
    • Journal Title

      土木学会論文集E2

      Volume: 72(4) Pages: 343-354

    • DOI

      http://doi.org/10.2208/jscejmcs.72.343

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Seismic interaction of underground RC ducts and neighboring bridge piers in liquefiable soil foundation2015

    • Author(s)
      Moshirabadi, S., Soltani, M. and Maekawa, K.
    • Journal Title

      Acta Geotechnica

      Volume: 10(6) Pages: 761-780

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Uniaxial Restraint Tests under High-Stress Conditions and a Chemo-Hygral Model for ASR Expansion2015

    • Author(s)
      Takahashi, Y., Shibata, K., Maruno, M. and Maekawa, K.
    • Journal Title

      CONCREEP 10, Mechanics and Physics of Creep, Shrinkage and Durability of Concrete and Concrete Structures

      Volume: ― Pages: 1061-1065

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1061/9780784479346.127

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Delayed Shear Crack Formation of Shallow RC Box Culverts in Service2015

    • Author(s)
      Chijiwa,N., Zhu, X., Ohno, H., Tanabe, S., Nakarai, K. and Maekawa, K
    • Journal Title

      CONCREEP 10, Mechanics and Physics of Creep, Shrinkage and Durability of Concrete and Concrete Structures

      Volume: ー Pages: 1579-1586

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1061/9780784479346.184

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Experimental Study on the Effects of a Loading Rate on the Shear Performance of an RC Beam2015

    • Author(s)
      Piseth, V., Nakarai, K., Chijiwa, N. and Maekawa, K.
    • Journal Title

      CONCREEP 10, Mechanics and Physics of Creep, Shrinkage and Durability of Concrete and Concrete Structures,

      Volume: ー Pages: 1561-1569

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1061/9780784479346.182

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Computational Fatigue Life Assessment of Corroded Reinforced Concrete Beams2015

    • Author(s)
      Tanaka, Y., Takahashi, Y. and Maekawa, K.
    • Journal Title

      CONCREEP 10, Mechanics and Physics of Creep, Shrinkage and Durability of Concrete and Concrete Structures,

      Volume: - Pages: 1308-1315

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1061/9780784479346.155

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Numerical simulation of progressive shear localization and scale effect in cohesionless soil media2015

    • Author(s)
      Soltani, M. and Maekawa, K.
    • Journal Title

      International Journal of Non-Linear Mechanics

      Volume: 69(March) Pages: 1-13

    • DOI

      http://doi.org/10.1016/j.ijnonlinmec.2014.10.014

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Thermo-hygral case-study on full scale RC building under corrosive environment and seismic actions2015

    • Author(s)
      Chijiwa, N. and Maekawa, K.
    • Journal Title

      Journal of Advanced Concrete Technology

      Volume: 13 Pages: 465-478

    • DOI

      http://doi.org/10.3151/jact.13.465

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Multiscale Coupled-Hygromechanistic Approach to the Life Cycle Performance Assessment of Structural Concrete2015

    • Author(s)
      Maekawa, K., Ishida, T., Chijiwa, N. and Fujiyama, C.
    • Journal Title

      Journal of Materials in Civil Engineering, ASCE

      Volume: 27(2) Pages: A4014003

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000984

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Development of a New Simple Method to Evaluate the Remaining Pre-Stress in PC Structures2015

    • Author(s)
      S. Hayasaka, N. Chijiwa, M. Iwanami
    • Journal Title

      Proceedings of the 7th Regional Symposium on Infrastructure Development

      Volume: 20(7) Pages: 84-87

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Multi-scale and multi-chemo-physics analysis applied to fatigue life assessment of strengthened bridge decks2015

    • Author(s)
      Hiratsuka, Y. and Maekawa, K.
    • Journal Title

      XIII Int. Conf. on Computational Plasticity. Fundamentals and Applications

      Volume: ー Pages: 596-607

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Chemo-hygral model for ASR expansion and its effects on fatigue lives of bridge slabs2015

    • Author(s)
      Takahashi, Y., Tanaka, Y. and Maekawa, K.
    • Journal Title

      XIII Int. Conf. on Computational Plasticity. Fundamentals and Applications

      Volume: ー Pages: 944-955

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 近接するLNG地下タンク群と地盤で構成されるタンクヤード全体の3次元動的応答解析2015

    • Author(s)
      土屋智史,千々和伸浩,原田光男,三島徹也,前川宏一
    • Journal Title

      土木学会論文集A1

      Volume: 71(3) Pages: 429-448

    • DOI

      http://doi.org/10.2208/jscejseee.71.429

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] コンクリートの微視的損傷および細孔内水分状態に着目した準微細ひび割れモデル2015

    • Author(s)
      米田大樹,石田哲也,前川宏一,Esayas GEBREYOUHANNES,三島徹也
    • Journal Title

      土木学会論文集E2

      Volume: 71(3) Pages: 263-282

    • DOI

      http://doi.org/10.2208/jscejmcs.71.263

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 多相モデルによるコンクリート床版の余寿命解析とデータ同化:間隙水の動態から見るコンクリート構造工学と地盤力学2016

    • Author(s)
      前川宏一
    • Organizer
      第九回 土木学会道路橋床版シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京 土木学会講堂
    • Year and Date
      2016-11-01
    • Invited
  • [Presentation] Microstructure Related Durability of Cementitious Composites2016

    • Author(s)
      前川宏一
    • Organizer
      3rd International RILEM Conference on Microstructure Related Durability of Cementitious Composites
    • Place of Presentation
      中国,南京
    • Year and Date
      2016-10-24 – 2016-10-26
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ひび割れ間隙相の運動とせん断を受けるコンクリート構造の連成解析2016

    • Author(s)
      前川宏一
    • Organizer
      JCI せん断問題シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京 弘済会館
    • Year and Date
      2016-09-30
    • Invited
  • [Presentation] Multi-scale Modeling for Life-Cycle Management of Concrete Structures2016

    • Author(s)
      前川宏一
    • Organizer
      JCIー50周年記念シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京都市センターホテル
    • Year and Date
      2016-07-13
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Multi-Scale Simulation of Structural Concrete subjected to SEISMIC and FATIGUE LOADS coupled with DRYING and WETTING2016

    • Author(s)
      前川宏一
    • Organizer
      FRAMCOS-9
    • Place of Presentation
      米国,カリフォルニア大学バークレー校
    • Year and Date
      2016-05-31
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Multi-scale Modeling and Asset Management of Concrete Infrastructure2016

    • Author(s)
      前川宏一
    • Organizer
      Tan Swan Beng Public Lecture
    • Place of Presentation
      シンガポール、ナンヤン工科大学
    • Year and Date
      2016-04-08
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Multi-scale Modeling and Asset Management of Concrete Infrastructures2016

    • Author(s)
      前川宏一
    • Organizer
      EASEC-14
    • Place of Presentation
      ベトナム、ホーチミン
    • Year and Date
      2016-01-06
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Numerical Modeling and Data Assimilation for Life-Cycle Assessment of Concrete Bridge2015

    • Author(s)
      前川宏一
    • Organizer
      RILEM conference SSCS´2015
    • Place of Presentation
      ブラジル、リオデジャネイロ
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] データ同化に基づく既存コンクリート橋梁の余寿命推定とマネジメント2015

    • Author(s)
      前川宏一
    • Organizer
      日本構造物診断技術協会 技術講演会
    • Place of Presentation
      川口駅前市民ホールフレンディア
    • Year and Date
      2015-10-08
    • Invited
  • [Presentation] プレストレスの有無がコンクリート表面の吸水膨張に与える影響の基礎的検討2015

    • Author(s)
      早坂 駿太郎, 千々和伸浩, 岩波光保
    • Organizer
      土木学会第70回年次学術講演会講演概要集
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2015-09-16
  • [Presentation] プレストレスの有無がコンクリート表面の吸水膨張に与える影響の基礎的検討2015

    • Author(s)
      早坂 駿太郎
    • Organizer
      土木学会第70回年次学術講演会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2015-09-16

URL: 

Published: 2018-01-16  

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