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弾性波トモグラフィ法によるコンクリート構造物の定量的な健全性評価基準の構築

弹性波层析成像法建立混凝土结构定量健全性评价标准

基本信息

批准号：
22K20446
负责人：
小椋紀彦
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

国内外において社会インフラの経年劣化、激甚化する自然災害による構造物の損傷等、構造物の機能低下による社会基盤の大幅な低下がリスクとなっている。コンクリート構造物内部のひび割れや施工不良に伴う空洞の劣化位置を計測する調査方法として、弾性波トモグラフィ法がある。しかしながら、劣化位置の特定はできるものの、損傷の寸法や範囲を定量的に評価するまでには至っていない。本研究の目的は、定量的な健全性評価基準を構築することである。今年度は研究計画に準じて、シミュレーションの実施と模擬供試体を作製し検証を行った。シミュレーションでは、2次元の弾性波動方程式について近似値を計算するソフトを使用し、1.5×1.5mのモデルサイズに、①ひび割れが発生したケース、②内部に空洞があるケースの2種類の損傷が発生した場合での伝搬速度の低下やその影響を可視化および数値化した。これらで得られた結果の妥当性を検証するため、同じ大きさの供試体をコンクリートで製作した。ひび割れの損傷は鉄板で模擬し、硬化後に撤去して再現した。空洞は発泡スチロールブロック(0.4×0.4×0.4mmと0.4×0.4×0.4mの大小2つ)で模擬することにした。②の空洞モデルの模擬供試体の測定した結果から、0.4m角の大きな立方体は検出することができたが、小さな空隙(0.4×0.4×0.1m)を検出することはできなかった。またこの空隙を検出する際、空洞の位置に対応する領域の伝搬速度は概ね4000-4500m/sの範囲であり、これは通常健全なコンクリートと評価される伝搬速度の範囲(3500m/s以上)に相当するものであった。つまり、このような欠陥を特定するには、従来の伝搬速度の基準値を適用するだけでなく、対象となる構造物の例えば輪郭部の伝搬速度と比較して、低下した領域を探すことやセンサ配置が重要であることが分かった。

Domestic and international social degradation, natural disasters, damage to structures, functional degradation of structures, significant degradation of social foundations The investigation method for measuring the deterioration position of the cavity caused by the defective construction inside the structure and the method for measuring the deterioration position of the cavity caused by the defective construction For example, the specific location of degradation, the measurement of damage, and the quantitative evaluation of damage. The purpose of this study is to establish a quantitative baseline for health assessment. This year's research project was conducted to verify the feasibility of using simulated test samples. The calculation of approximate value of the two-dimensional property ratio equation shall be carried out in the following ways: (1) the occurrence of damage due to internal cavity,(2) visualization of the influence of the reduction of the moving speed in the case of occurrence of damage due to internal cavity, and (3) numerical calculation of the approximate value of 1.5×1.5m. The validity of the results was verified by the test sample preparation method. The damage to the steel plate is simulated and removed after hardening. The void is a bubble (0.4×0.4 × 0.4mm and 0.4×0.4m in size). 2. The measurement results of the simulated test sample of the cavity are as follows: the large cube with an angle of 0.4 m is detected as the small void (0.4×0.4×0.1m) is detected as the small void. When the gap is detected, the moving speed of the cavity is approximately 4000-4500m/s. When the gap is detected, the moving speed of the cavity is approximately 3500m/s. The reference value of the moving speed of the object is applicable to the specific object. The moving speed of the object is comparable to the moving speed of the wheel. The lower part of the object is explored. The configuration of the object is important.