フレッシュコンクリートの材料分離挙動に関する物性論的アプローチ

本年度は、粒子集合体における粒子の実際の動きを把握するための3次元可視化実験を継続し、この結果を解析して研究分担者(李)が開発したフレッシュコンクリートの研究手法と力学構成則に必要な検証・修正を加え、修正した力学構成則を適用して、静的および動的条件下での粒子移動について理論解析、数値解析および実験検証を行うことを計画した。これらの計画に対する実績を以下に示す。1.粒子変位挙動に関する2次元および3次元の解析結果を基に、研究分担者(李)が提案したフレッシュコンクリートの多相構造モデルを検証し、粒子群ごとの移動を定量化することによって、フレッシュコンクリートの力学構成則を修正した。2.検証した多相モデルに基づいて、粒子間の相互作用を考慮した粒子群ごとの移動がもたらすせん断ひずみを定量化して、フレッシュコンクリートの粗骨材の分離ひずみと静的せん断応力の関係式、すなわち分離構成則を誘導した。また、得えられた分離構成則を用いて、高流動コンクリートが間隙部を通過する場合における粗骨材の滞積現象および閉塞メカニズムを定量的に解明した。これらの成果については投稿準備中である。3.得られた力学構成則に基づいた動的粘塑性サスペンション要素法によって、振動力が作用する場合における粗骨材の沈降分離および粗骨材の寸法・形状の影響について解析的な考察を進めていると同時にこれまでに得られた理論的考察結果を実験的に検証するための実験装置の設計・試作に着手した。

本年度は、粒子集合体における粒子の実際の動きを把握するための3次元可視化実験を継続し、この結果を解析して研究分担者(李)が開発したフレッシュコンクリートの研究手法と力学構成則に必要な検証・修正を加え、修正した力学構成則を適用して、静的および動的条件下での粒子移動について理論解析、数値解析および実験検証を行うことを計画した。これらの計画に対する実績を以下に示す。1.粒子変位挙動に関する2次元および3次元の解析結果を基に、研究分担者(李)が提案したフレッシュコンクリートの多相構造モデルを検証し、粒子群ごとの移動を定量化することによって、フレッシュコンクリートの力学構成則を修正した。2.検証した多相モデルに基づいて、粒子間の相互作用を考慮した粒子群ごとの移動がもたらすせん断ひずみを定量化して、フレッシュコンクリートの粗骨材の分離ひずみと静的せん断応力の関係式、すなわち分離構成則を誘導した。また、得えられた分離構成則を用いて、高流動コンクリートが間隙部を通過する場合における粗骨材の滞積現象および閉塞メカニズムを定量的に解明した。これらの成果については投稿準備中である。3.得られた力学構成則に基づいた動的粘塑性サスペンション要素法によって、振動力が作用する場合における粗骨材の沈降分離および粗骨材の寸法・形状の影響について解析的な考察を進めていると同時にこれまでに得られた理論的考察結果を実験的に検証するための実験装置の設計・試作に着手した。