マルチスケール統合解析システムと非破壊検査技術の融合

多尺度综合分析系统与无损检测技术融合

• 批准号: 14205065
• 负责人: 前川 宏一
• 金额: $ 20.3万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14205065/
• 关键词: マルチスケール解析; 非破壊検査; 腐食; ひび割れ; 耐久性; 寿命推定; 鉄筋コンクリート; 熱力学

本年度に得られた成果は以下のとおりである。(1)鋼材腐食によって導入される構造ひび割れを,多方向非直交ひび割れモデルによって構造解析に取り込む数値解析法を開発し,マルチスケール統合解析システムDuCOMと結合,構造化した。鋼材表面に形成される腐食生成物を粘弾性体と仮定し,要素内の鋼材軸に直交する方向に内部応力が発生することで周辺コンクリートに亀裂が導入され,その後に導入されるせん断ひび割れとの相互干渉効果を考慮した。せん断破壊先行型の梁モデルを作成し,部分腐食と部材耐力との関係を実験によって検証した。(2)80度までの高温履歴を受けるRC部材のtension-stiffnessを実験によって明らかにし、初期平均ひび割れ強度で正規化することで,常温時のモデルを高温環境まで拡張できることを示した。(3)非破壊検査で得られるひび割れ位置と幅を,数値仮想フラットジャッキで構造モデルに導入する数値解析手法を開発した。これを用いて,部材軸方向に熱応力によって導入されるひび割れの影響を,マルチスケール統合解析に取り入れることができることを示した。(4)温度が変動する環境下でのコンクリートのクリープモデルを,マルチスケール統合解析から得られる細孔構造と熱力学的水分状態の情報をもとに構築した。温度と乾燥状態を変えたモルタルおよびセメントペーストのクリープ実験を実施して,多角的な検証を行った。この際,水分を非極性流体と置換することで影響されるクリープ特性を実験的に解明して,モデル化の基本概念を検証することに成功した。また,水分の平衡状態に及ぼす温度の影響度を層間水,ゲル水,キャピラリー水毎に分離抽出することができ,水分平衡モデルの高度化が可能となった。(5)温度が変動する環境下でのコンクリート中の塩化物イオンの平衡特性を実験的に解明し,固定塩化物と自由塩化物間の平衡モデルとして表現することができた。

The られた achievements of に in this year are as follows: に とお である である. (1) the steel corrosion に よ っ て import さ れ る tectonic ひ び cut れ を, more direction than rectangular ひ び cut れ モ デ ル に よ っ て structure に take り 込 む the numerical analytical method を open 発 し, マ ル チ ス ケ ー ル integrative analytic シ ス テ ム DuCOM と, structured し た. に formation on the surface of steel さ れ る corrosion products を sticky 弾 sex body と 仮 し, elements within の steel shaft に rectangular す る direction に internal force 応 が 発 raw す る こ と で weeks 辺 コ ン ク リ ー ト に growing crack が import さ れ, そ の に after import さ れ る せ ん broken ひ び cut れ と の dry involved each other unseen fruit を consider し た. せ ん broken broken 壊 leading の beam モ デ ル を し consummate, partial corrosion と department material endurance と の masato is を be 験 に よ っ て 検 card し た. (2) 80 degrees ま で の fulfillment of high temperature bearing を by け る RC material department の recogniton - stiffness を be 験 に よ っ て Ming ら か に し, initial average ひ び れ cutting intensity で regularized す る こ と で, normal temperature when の モ デ ル ま を environment of high temperature で company, zhang で き る こ と を shown し た. (3) the broken 壊 検 check で have ら れ る ひ と picture を び れ cutting position, the numerical 仮 think フ ラ ッ ト ジ ャ ッ キ で tectonic モ デ ル に import す る the numerical analytical technique を open 発 し た. こ れ を with い て, heat material axis に 応 force に よ っ て import さ れ る ひ び cut れ の affect を, マ ル チ ス ケ ー ル integrative analytic に take り れ る こ と が で き る こ と を shown し た. (4) temperature が - move す る environment で の コ ン ク リ ー ト の ク リ ー プ モ デ ル を, マ ル チ ス ケ ー ル integrative analytic か ら have ら れ る pores structure と thermodynamic state of moisture の intelligence を も と に build し た. Temperature を と dry state - え た モ ル タ ル お よ び セ メ ン ト ペ ー ス ト の ク リ ー プ be 験 を be applied し て, many Angle な 検 line card を っ た. と こ の interstate, moisture を nonpolar fluid replacement す る こ と で influence さ れ る ク リ ー プ features を be 験 of に interpret し て, モ デ ル chemical basic concepts の を 検 card す る こ と に successful し た. の ま た, moisture balance に and ぼ の す temperature affect を interlayer water, ゲ ル water, キ ャ ピ ラ リ ー water in their に separating out す る こ と が で き, water balance モ デ ル の が empirically possible と な っ た. (5) temperature が - move す る environment で の コ ン ク リ ー ト の in salt compound イ オ ン の balancing features を be 験 of に interpret し, fixed salt compound と の balance between free salt chloride モ デ ル と し て performance す る こ と が で き た.

项目成果

Koichi MAEKAWA, Tetsuya ISHIDA: "Modeling of structural performances under coupled environmental and weather actions"Material and Structures, RILEM. Vol.35,December. 591-602 (2002)

Koichi MAEKAWA、Tetsuya ISHIDA：“环境和天气耦合作用下的结构性能建模”材料与结构，RILEM。

竹上浩史, 石田哲也, 前川宏一: "高炉スラグ微粉末を混入したセメント硬化体中の塩化物移動平衡則"コンクリート工学年次論文集. Vol.24,No.1. 633-638 (2002)

Hiroshi Takegami、Tetsuya Ishida、Koichi Maekawa：“掺入粉状高炉矿渣的硬化水泥中的氯离子迁移平衡定律”，混凝土工程年报，第 24 卷，第 1. 633-638 期（2002 年）。

Choi, K.Y., Maekawa, K.: "Bond behavior in RC tension members based on the change of concrete fracture characteristics with temperature"Proc.of JCI 2003. (appearing). (2003)

Choi, K.Y.、Maekawa, K.：“基于混凝土断裂特性随温度变化的 RC 受拉构件的粘结行为”Proc.of JCI 2003。（出版）。

RaktipongSAHAMITMONGKOL, Toshiharu KISHI: "Flexural Behavior of Fiber-Reinforced Expansive Mortar"Proc.of the 57th Annual Conference of the Japan Society of Civil Engineering. V-509. 1017-1018 (2002)

RaktipongSAHAMITMONGKOL、Toshiharu KISHI：“纤维增强膨胀砂浆的弯曲行为”第 57 届日本土木工程学会年会议程。

永峯秀則, 岸利治: "環境温度による高性能AE減水剤の分散効果の変化と自由水量の変化に関する一考察"土木学会第57回年次学術講演会第5部門講演概要集. V-728. 1455-1456 (2002)

永岭英德、岸俊晴：《高性能AE减水剂的分散效果变化及环境温度引起的游离水含量变化的研究》第57届学术年会，日本土木工程学会第5期演讲摘要V。 -728。1455-1456（2002）