3軸圧縮応力を受けたコンクリートの破壊進行領域の可視化とその定量的評価

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低測圧3軸圧縮応力下におけるプレーンコンクリートの最大強度以後の破壊現象を解明するために、2次元的な破壊パターンが得られる3軸圧縮試験装置を開発した。そして、粗骨材の最大寸法、コンクリート強度、試験体形状を実験変数として、合計、193体の3軸圧縮試験を行った。Mohr-Coulombの破壊基準が粗骨材間のブリッジ効果による応力伝達機構モデルを用いて説明できることを示した。残留強度基準を定式化し、最大強度時と残留強度時では、強度発現機構が異なることを示した。ひび割れ角度を定量的に計測し、それが残留強度基準の摩擦係数で近似できることを、実験的に示した。また、エポキシ樹脂注入によってひび割れを可視化することにより、ひび割れを性状を詳細に観察するとともに、画像処理によって不連続付近の損傷程度とその領域を定量的に評価し、以下の知見を得た。○Mohr-Coulombの破壊基準と粗骨材間のブリッジ効果による強度発現機構が等価であることを示した。それによって、Mohr-Coulombの破壊基準においても1軸圧縮における割裂破壊の説明が可能となった。○最大強度基準と残留強度基準を定式化した。また、粗骨材の最大寸法、コンクリート強度が、それらの各係数に与える影響を、粗骨材間のブリッジ効果モデルを用いて定性的に説明した。○側圧がS_1=0〜-6MPaの範囲では、不連続面付近の損傷範囲の側圧の大きさによる拡大は少ない。しかし、側圧の増大により不連続面付近のモルタルクラックの密度が増大する。○損傷領域の範囲は不連続面に対し片側についてほぼ粗骨材の最大寸法G_<max>であり、不連続面が±0.5G_<max>で蛇行すると仮定した場合、損傷領域の幅は3G_<max>となる。