寒冷地の水利施設における劣化診断及び対策工法の一提案並びに理論的実験的検証

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本研究では, 寒冷地における開水路の劣化現象の解明, 劣化診断方法の開発, および対策工法の開発の三項目を検討することを目的として試験を行っている. ここでは, 平成25年度に行った研究の成果について記述する.平成25年度は, 劣化診断方法の開発に重点を置いて研究を行った. 寒冷地における劣化現象の最たるものとして凍害が挙げられる. 凍害診断の際には, 一般的に相対動弾性係数が評価指標として用いられる. 相対動弾性係数は劣化前後の一次共鳴振動数の二乗比から求められるが, 現段階では, 一次共鳴振動数を非破壊試験によって現地で測定することができない. そこで, 測定機器を組合わせて使用することで現地非破壊試験によって一次共鳴振動数の評価を行う「改良共鳴振動法」についての検討を行った.検討の際には, まず室内試験によって既存の試験方法に対する改良共鳴振動法の適応性の検討を行った. 供試体としては, 凍結融解試験に供した劣化度合いの異なる状態のものを用いた. 結果として, 改良共鳴振動法は, 既存の試験方法と比較して大よそ同等の評価値が得られることが確認された. その後, 凍害劣化の進行した実構造物を対象とした試験を行ったところ, 現地で測定した一次共鳴振動数の評価値と, 測定箇所で測定した超音波伝播速度から算出した一次共鳴振動数の間に高い相関があることが確認された.さらに, 改良共鳴振動法を基として, 電磁波レーダ法と超音波法の表面走査法を組合わせた, 動弾性係数評価のためのフロー図を作成した. このフロー図は, 薄肉の構造物の劣化診断に特化したものであり, 劣化診断後の対策法を策定する際に構造計算で必要となる既存コンクリートの弾性係数を評価するためのものである. 現地試験を行い, フローの適用範囲についての検討を行うと, 凍害劣化の潜伏期・進展期までの範囲であれば, 本フローによる動弾性係数の評価が可能であることが確認された.