画像処理によるコンクリートの亀裂評価について

昨年度の反省から、曲面の画像処理が複雑すぎることが分かり、本年度は、主として一軸圧縮載荷実験用として立方体(亀裂発生を容易にするため木材を介在物として挿入)型供試体及び2点曲げ載荷実験用としてスリット(切り欠き)を有する直方体供試体を作製した。特に、各載荷段階ごとに表面亀裂をビデオ収録し画像処理による亀裂抽出を行った平坦画像として画像処理できるので曲面処理の必要性はなく、主に画像合成、2値化並びに反転によって亀裂を抽出した。同時に内部亀裂との対応を検討するため超音波CT及びAE法による亀裂探査を行い、表面亀裂と比較した。また、コンクリート供試体表面に発生・伸展する亀裂の特徴を指標化するための基礎としてフラクタル幾何学におけるフラクタル次元を求め考察した。さらに、コンクリートの亀裂発生・伸展を追跡するため剛体ばねモデルによるRBSM解析を導入し検討した。その結果、表面亀裂の発生・伸展は、画像処理による抽出亀裂と亀裂スケッチに対してフラクタル次元を組み合わせることで、亀裂の複雑性をある程度表せることが分かった。また、超音波CT及びAE法により探査した内部亀裂は、表面亀裂に概ね対応することが確認できた。なお、内部亀裂は、表面亀裂の規模と関係があると推察されたが、本研究範囲では推測の域を出ていない。また、RBSM解析によって亀裂線の発生・伸展を明らかにすることができ、表面亀裂にも概ね対応していることが確認された。しかしながら、単に画像処理やスケッチによるコンクリートの表面亀裂評価だけで、巨視的破壊につながるような内部亀裂を推定するには限界があり、今後、超音波CT及びAE法等を結合し、ニューラルネットワーク等のAI技術とも融合させ、総合的な亀裂評価システムとして発展させる必要があろう。

昨年度の反省から、曲面の画像処理が複雑すぎることが分かり、本年度は、主として一軸圧縮載荷実験用として立方体(亀裂発生を容易にするため木材を介在物として挿入)型供試体及び2点曲げ載荷実験用としてスリット(切り欠き)を有する直方体供試体を作製した。特に、各載荷段階ごとに表面亀裂をビデオ収録し画像処理による亀裂抽出を行った平坦画像として画像処理できるので曲面処理の必要性はなく、主に画像合成、2値化並びに反転によって亀裂を抽出した。同時に内部亀裂との対応を検討するため超音波CT及びAE法による亀裂探査を行い、表面亀裂と比較した。また、コンクリート供試体表面に発生・伸展する亀裂の特徴を指標化するための基礎としてフラクタル幾何学におけるフラクタル次元を求め考察した。さらに、コンクリートの亀裂発生・伸展を追跡するため剛体ばねモデルによるRBSM解析を導入し検討した。その結果、表面亀裂の発生・伸展は、画像処理による抽出亀裂と亀裂スケッチに対してフラクタル次元を組み合わせることで、亀裂の複雑性をある程度表せることが分かった。また、超音波CT及びAE法により探査した内部亀裂は、表面亀裂に概ね対応することが確認できた。なお、内部亀裂は、表面亀裂の規模と関係があると推察されたが、本研究範囲では推測の域を出ていない。また、RBSM解析によって亀裂線の発生・伸展を明らかにすることができ、表面亀裂にも概ね対応していることが確認された。しかしながら、単に画像処理やスケッチによるコンクリートの表面亀裂評価だけで、巨視的破壊につながるような内部亀裂を推定するには限界があり、今後、超音波CT及びAE法等を結合し、ニューラルネットワーク等のAI技術とも融合させ、総合的な亀裂評価システムとして発展させる必要があろう。