非連続体モデルによるコンクリートの破壊機構の解明に関する研究

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本研究の目的は、複合材料であるコンクリートの変形・破壊性状を ミクロな立場から解析的に取り扱い、従来、実験的な情報の整理によってしか得られていないコンクリートの構成則を、理論的な立場から検討し、より汎用的な力学モデルを構築することにある。このため、本研究では、フレッシュコンクリートの流動シミュレーション手法として既に実績のある粘塑性サスペンション要素法を、粘弾塑性解析に拡張し、この新しい解析手段を用いた硬化コンクリートの変形・破壊性状のシミュレーションを行った。以下に、本研究の成果を列挙する。1.粘弾塑性サスペンション要素解析手法の開発および入力データの収集現有の粘塑性解析プログラムに対して粘弾塑性問題への拡張を行った。2.コンクリートの応力-ひずみ曲線の解析上記の1.で開発したプログラムを用いて、コンクリート円柱供試体の破壊挙動のシミュレーションを行い、載荷速度、供試体の形状および寸法、粗骨材の位置のバラツキなどの要因が、その破壊過程や測定される応力-ひずみ曲線に与える影響を検討した。3.アコースティック・エミッション(AE)現象の解析同プログラムを用いて、コンクリートの破壊過程で生じるAE弾性波の発生シミュレーションを行った。4.解析手法の拡張上記の漸増載荷時のシミュレーションの結果を基づいて、多軸載荷・除荷・高速繰返し載荷、粗骨材の破壊、鉄筋による拘束などの条件に適用可能な汎用的な機能をプログラムに付加した。5.多軸応力下のコンクリートの変形挙動の解接合部や帯筋内のコアコンクリートの変形・破壊挙動を本解析手法を用いて検討した。