アコースティック・エミッション法の波形解析によるコンクリート破壊機能の解明

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コンクリート構造物の維持管理を合理的に行うために,構造物の状態を的確に把握することが重要であり,特に,ひび割れの進展状況を把握することは,その後の補修・補強工事の時期を決定する上で重要な項目となる.コンクリートのひび割れ監視は,アコースティック・エミッション(AE)法により定量的に評価可能であり,さらにひび割れ識別(引張型,せん断型)を行うことができる.(社)日本建材産業協会によれば,ひび割れ識別はAEパラメータ解析(RA値と平均周波数の関係)により識別可能とされている.しかし,RA値と平均周波数の比率に関する指標は未だ明確に示されていない現状にある.一方,AE波形解析のSiGMA解析は,弾性波動論に基づいて理論的にひび割れの種類を識別可能である.本研究では,AE波動の基礎理論に基づいたSiGMA解析結果とAEパラメータ解析結果を比較・検討することにより,RA値と平均周波数の比率決定について考察を行った.その結果,ひび割れ進展速度が比較的速いコンクリートの載荷試験では,RA値と平均周波数の比率を1:50に,鉄筋腐食によるコンクリートのひび割れなどのひび割れ進展速度が緩やかな場合には1:80にすることでSiGMA解析のひび割れ識別結果と一致することが明らかとなった.これは,載荷試験の場合に検出されるAE波の特徴が,鉄筋腐食起因のコンクリートひび割れ形成時のAE波と比較して,平均周波数が低く,立上り時間が長いAE信号を多く含んでいるためであり,実構造物においてAEパラメータ解析を適用しひび割れ識別を行う際には,ひび割れ発生原因を事前に把握することが重要であると考えられる.ただし,限られた供試体数,試験条件からの結果であるため,更なるデータの蓄積が今後必要であると考えられる.