内部膨張起因の微細損傷が部材耐荷性能低下に与える影響とその載荷速度依存性の解明

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本研究の目的は，内部膨張によるひび割れなどの微細損傷の載荷速度依存性を明らかにし，有限要素法（FEM）やラティスモデルを用いて微細損傷を考慮したコンクリートの高精細数値解析モデルを構築し，最終的に，鉄筋腐食・ASR・それらの複合劣化が生じたRC梁部材の静的及び衝撃荷重下の耐荷性能や破壊挙動を定量評価することである。今年度は，(1)促進膨張させたコンクリート供試体の圧縮試験による載荷速度依存性の把握，(2)FEMに基づくメゾスケールモデルの構築とそれによる解析を実施した。それぞれの成果について以下に記す。(1)昨年度に製作した膨張量の異なる供試体に対して，載荷速度をパラメータとした圧縮試験を実施した。具体的には，供試体の膨張レベルとしては，ほぼ膨張していない供試体，約2000μ供試体，約4000μ供試体の3種類に区分される。載荷速度は，静的，高速（平均ひずみ速度で0.01/s），高速（平均ひずみ速度で0.1/s）の３水準とした。圧縮試験の結果，静的載荷の場合，平均膨張量が大きいほど，強度・弾性係数ともに低下するといった既往研究で得られているような傾向を得ることができた。また，今回設定した載荷速度の範囲内であれば，その傾向は大きく変わらないことがわかった。ただ，膨張量が大きくなると，動的破壊性状が爆裂はするものの変化するなど，蛍光の違いを捉えることができた。これらの結果は，数値解析による検討に生かすことができると考えている。(3)昨年度の検討において，FEMに基づくメゾスケールモデルを2次元，3次元で構築していたが，そのモデルをベースに，湿気移動・応力・ひび割れを連成させた解析モデル・手法に発展させた。具体的には，ひび割れと湿気移動を双方向の連成とすることでより現実的なモデルを実現した。そのモデルを用いて，鉄筋を考慮することで，RC梁のメゾスケールモデルを構築した。