Evaluation of fiber orientation and failure analysis of full scale ultra-high-strength fiber reinforced concrete members

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１．昨年度，パネル（1200×1200×100mm）試験体中の繊維の配向について検討し，一様打込みの場合に，パネルの正面から見ると繊維が鉛直方向に配向し，側面から見るとV字型になることがX線CTにより観察された。本年度はこのような配向のメカニズムを解明するために可視化コンクリートを用いた実験を行った。その結果，打込まれるコンクリートが既に打込まれたコンクリート中に自由落下することで，その運動エネルギにより既に打込まれたコンクリート中の繊維が鉛直方向に引き込まれるためであることが明らかとなった。２．スラブ部材を対象として，コンクリートの打込み位置と載荷方向が異なる場合の部材耐力の違いを曲げ載荷試験により確認した。さらにX線CTを用いて破断面付近の繊維の配向を確認し，その配向を考慮した FEM モデルを用いて破壊解析を実施した。その結果，スラブの端部と中央部で耐力に差があり，中央部の方が耐力が低いこと，また，打込み面側から載荷した場合に比べ，底面側から載荷した場合に耐力が低下することが載荷試験により明らかとなり，これらの結果がX線CTによる繊維の配向の観察結果と定性的に一致することが明らかとなった。さらに，配向を考慮したFEM解析の結果，耐力の解析結果は実験値より高い結果となった。その原因は，繊維の配向から推定された引張軟化曲線の応力が高いためであると考えられるが，本解析モデルにより，スラブの部位および載荷方向によって耐力が異なる傾向は再現することができた。