3次元点群データへの深層学習の適用によるRC構造物の剥落予兆検知技術の開発

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中性化や塩害等の影響により生じる鋼材腐食に伴うコンクリ－ト表面に現れる微小な変形から，コンクリ－ト内部の鋼材腐食状況を把握する機械学習モデルを構築することを目的に，鋼材腐食の初期段階のコンクリート内部でのひび割れの進展やコンクリート表面に生じる微小な変形状態に着目し，コンクリ－トの破壊力学に基づく損傷シミュレーションを用いた有限要素解析により，鋼材の腐食膨張を模擬することで，コンクリ－トの設計基準強度，鉄筋径およびかぶりの変動が，鋼材腐食に伴うひび割れの進展やコンクリ－ト表面に現れる微小な変形に与える影響を把握した．鋼材腐食による腐食生成物の膨張を鋼材の鉛直変位として再現した有限要素解析の結果，コンクリ－トの設計基準強度を変動させた場合は，鋼材腐食の進行に伴い生じるコンクリ－ト表面の形状に与える影響は小さくなることを明らかにした．また，鉄筋径を変動させた場合は，鉄筋に対して鉛直方向に生じるコンクリート表面の変形に対する影響は小さいものの，鉄筋に対して水平方向の影響範囲が拡大することを明らかにした．さらに，かぶりを変動させた場合は，鉄筋に対してコンクリ－ト表面に生じる変位は，鉛直方向および水平方向のどちらにも影響範囲が拡大することを明らかにした．加えて，これらの有限要素解析の解析結果から，鋼材腐食の進行とコンクリ－ト表面に生じる微小な変形量に関するデータベースを構築し，コンクリ－ト内部の鋼材腐食状況を把握するための機械学習モデルの構築に必要となる教師データの整理を行った．併せて，今回実施した有限要素解析モデルと同形状の供試体および解析条件で実験を行うことが可能となる装置の設計および計画を行い，令和５年度に実施する実験の準備を行った．