コンクリート複合材料の混合モード破壊での構成則に関する研究

本研究は,コンクリートの混合モード破壊での,試験方法の検討,材料構成則の評価法の確立等を主な目的として行ったものである。まず,混合モード試験方法に関し,ブラジリアンディスク型試験およびIosipescu法(ル-マニア法,4点せん断),ノッチ点移動3点曲げ試験法について検討を加えた.モードIとモードIIの成分比が変化するよう,荷重の作用角ならびにせん断スパン比等を数段階に変え,多種の混合モード荷重が得られるようにした。混合モード荷重での切欠きコンクリート試験体の,荷重と荷重点変位およびひび割れずれ変位,開口変位との関係を計測した.その結果,ブラジリアンディスク型試験は,広範囲な混合モード負荷条件が得られるが変形モードが変化し易いこと,ル-マニア法はモードI成分の影響が不明確なこと,ノッチ点移動3点曲げ試験法は安定破壊条件が得られるが,モードII成分の範囲が狭いことなどが明らかになった。次に,従来でのモードI型仮想ひびわれモデル解析を基礎に,粗骨材によるすべり摩擦抵抗等を考慮し,混合モードでの仮想ひびわれモデル解析法を提案した。開口変位の構成則は従来の引張軟化曲線を用い,ずれ変位の構成則でのせん断抵抗力は,結合力に線形比例する摩擦係数を掛け,さらにずれ変位を重みずけし,混合モード結合力モデルでのせん断ずれ構成則を安定化した。ひびわれ進展解析は,BEM法により応力拡大係数を求め,仮想変位法ならびに応力拡大係数の重ね合わせ法により,仮想ひびわれ面での釣り合い方程式を解くという積分方程式法によった。実験結果と解析結果とはほぼ良い対応を示した。それを基に,実験結果から,混合モードでの材料構成則を逆推定し求めた。

本研究は,コンクリートの混合モード破壊での,試験方法の検討,材料構成則の評価法の確立等を主な目的として行ったものである。まず,混合モード試験方法に関し,ブラジリアンディスク型試験およびIosipescu法(ル-マニア法,4点せん断),ノッチ点移動3点曲げ試験法について検討を加えた.モードIとモードIIの成分比が変化するよう,荷重の作用角ならびにせん断スパン比等を数段階に変え,多種の混合モード荷重が得られるようにした。混合モード荷重での切欠きコンクリート試験体の,荷重と荷重点変位およびひび割れずれ変位,開口変位との関係を計測した.その結果,ブラジリアンディスク型試験は,広範囲な混合モード負荷条件が得られるが変形モードが変化し易いこと,ル-マニア法はモードI成分の影響が不明確なこと,ノッチ点移動3点曲げ試験法は安定破壊条件が得られるが,モードII成分の範囲が狭いことなどが明らかになった。次に,従来でのモードI型仮想ひびわれモデル解析を基礎に,粗骨材によるすべり摩擦抵抗等を考慮し,混合モードでの仮想ひびわれモデル解析法を提案した。開口変位の構成則は従来の引張軟化曲線を用い,ずれ変位の構成則でのせん断抵抗力は,結合力に線形比例する摩擦係数を掛け,さらにずれ変位を重みずけし,混合モード結合力モデルでのせん断ずれ構成則を安定化した。ひびわれ進展解析は,BEM法により応力拡大係数を求め,仮想変位法ならびに応力拡大係数の重ね合わせ法により,仮想ひびわれ面での釣り合い方程式を解くという積分方程式法によった。実験結果と解析結果とはほぼ良い対応を示した。それを基に,実験結果から,混合モードでの材料構成則を逆推定し求めた。