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

全尺寸超高强纤维混凝土构件的纤维取向评价和破坏分析

• 批准号: 20H02220
• 负责人: 内田 裕市
• 金额: $ 4.91万
• 依托单位: Gifu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02220/
• 关键词: 超高強度繊維補強コンクリート; 繊維の配向; X線CT; 引張軟化特性; 有限要素解析; Ｘ線CT

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。

1. In the past year, the alignment of the dimension in the sample (1200×1200×100mm) was examined. In the case of a single center, the alignment of the dimension in the vertical direction was observed from the front of the sample, and the alignment in the vertical direction was observed from the bottom of the sample. This year, the company will continue to provide services to the public. As a result, the movement of the vehicle is free to fall. 2. The bending load test of the component is confirmed when the position and load direction of the component are different X-ray CT is used to confirm the orientation of the plane near the fracture surface, and the orientation of the plane is considered. FEM is used to analyze the plane. As a result, the tolerance difference between the end part and the central part of the shaft is low, and the tolerance of the central part is low. In the case of the load on the middle side, the tolerance difference between the load on the bottom side and the tolerance difference between the load on the bottom side is low. In the case of the load test, the result of the X-ray CT is consistent with the result of the alignment of the dimension. In addition, the alignment is considered, and the results of FEM analysis and endurance analysis are very high. The reason for this is that the tension softening curve has a tendency to reproduce in different directions due to the orientation of the tension softening curve.

项目成果

高流動繊維補強コンクリートパネル部材中の繊維の配向

高流动性纤维增强混凝土面板构件中的纤维取向

• 发表时间: 2023
• 期刊: コンクリート工学年次論文集
• 作者: 和田圭太;黒松将;松本壮太;須賀良介;渡辺剛志;仁科勇太;黄晋二;Sho Masui; Takafumi Kojima; Yoshinori Uzawa; Kazumasa Makise; Hideo Ogawa; Toshikazu Onishi;中村 裕亮，PEN I UOY，内田 裕市
• 通讯作者: 中村 裕亮，PEN I UOY，内田 裕市

高流動繊維補強コンクリートを用いたパネル試験体中の繊維の配向

使用高流动性纤维增强混凝土的面板样本中的纤维取向

• 发表时间: 2022
• 作者: 岩崎雄也;PEN I UOY;内田裕市
• 通讯作者: 内田裕市

繊維補強コンクリートにおける配向がひび割れ面のせん断挙動に及ぼす影響

取向对纤维混凝土裂纹表面剪切行为的影响

• 发表时间: 2021
• 期刊: コンクリート工学年次論文集
• 作者: 堀田翔司;内田 裕市
• 通讯作者: 内田 裕市

高流動繊維補強コンクリート梁部材中の繊維の配向

高流动纤维混凝土梁构件中的纤维取向

• 发表时间: 2022
• 期刊: コンクリート工学年次論文集
• 作者: 矢野和輝,田中 章;岩崎雄也;内田裕市
• 通讯作者: 内田裕市

高流動繊維補強コンクリートスラブ中の繊維の配向

高流动性纤维增强混凝土板中的纤维取向

• 发表时间: 2021
• 期刊: コンクリート工学年次論文集
• 作者: 矢野和輝;田中章;横井晶有;内田 裕市
• 通讯作者: 内田 裕市