コンクリート構造物のマルチステージ破壊挙動の再現に向けた材料モデルの開発

RC部材では，一般的に破壊が段階的に進行する．ステージ0を弾性挙動とすると，コンクリートが弾性限界に達し，ひび割れが生じるステージI，鉄筋が弾性変形に達し，塑性変形が生じるステージII，鉄筋が座屈して終局に至るステージIIIの計3つの破壊ステージが存在する．RC部材で生じる複数の破壊ステージをシームレスに繋ぐためには，初期のステージIから生じるコンクリートのひび割れ進展挙動のモデル化が最も重要な課題となる．コンクリートは，応力状態によって破壊挙動が異なり，特に圧縮応力状態下では，破壊面の開口と再接触が複合的に生じながら破壊が進行するため，そのような複雑な破壊挙動をモデル化することは容易ではない問題である．上記のような破壊挙動を精度よく再現することができれば，精度の良いマルチステージ破壊シミュレーション手法の開発に繋がる．そこで本年度では，コンクリートに生じる破壊面の開口挙動および再接触挙動を考慮した損傷モデルの定式化を行った．コンクリートの圧縮問題に関する基本的な検証例題を通して，従来の等方性損傷モデルの解析結果と比較することで，提案モデルが破壊面の開口挙動だけではなく，破壊面の再接触による抵抗を再現できることを確認することができた．さらに，モルタルおよび骨材から成るコンクリートのメゾスケールモデルを対象とし，提案モデルを適用した結果，圧縮破壊における複雑な破壊挙動を再現できることを確認できた．

RC部材では，一般的に破壊が段階的に進行する．ステージ0を弾性挙動とすると，コンクリートが弾性限界に達し，ひび割れが生じるステージI，鉄筋が弾性変形に達し，塑性変形が生じるステージII，鉄筋が座屈して終局に至るステージIIIの計3つの破壊ステージが存在する．RC部材で生じる複数の破壊ステージをシームレスに繋ぐためには，初期のステージIから生じるコンクリートのひび割れ進展挙動のモデル化が最も重要な課題となる．コンクリートは，応力状態によって破壊挙動が異なり，特に圧縮応力状態下では，破壊面の開口と再接触が複合的に生じながら破壊が進行するため，そのような複雑な破壊挙動をモデル化することは容易ではない問題である．上記のような破壊挙動を精度よく再現することができれば，精度の良いマルチステージ破壊シミュレーション手法の開発に繋がる．そこで本年度では，コンクリートに生じる破壊面の開口挙動および再接触挙動を考慮した損傷モデルの定式化を行った．コンクリートの圧縮問題に関する基本的な検証例題を通して，従来の等方性損傷モデルの解析結果と比較することで，提案モデルが破壊面の開口挙動だけではなく，破壊面の再接触による抵抗を再現できることを確認することができた．さらに，モルタルおよび骨材から成るコンクリートのメゾスケールモデルを対象とし，提案モデルを適用した結果，圧縮破壊における複雑な破壊挙動を再現できることを確認できた．