Investigation on mechanical properties of concrete subjected to water pressure and external forces

水压和外力作用下混凝土力学性能研究

• 批准号: 21H01405
• 负责人: 岩波 光保
• 金额: $ 10.32万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01405/
• 关键词: 大水深海域; コンクリート; 水圧作用; 外力作用; 水の移動

本研究では、3つの項目について検討を行った。①コンクリートの水圧拘束圧縮載荷試験に関する検討：コンクリートの特性を調べるための基礎的な検討として、モルタル供試体に作用させる水圧の昇圧速度と作用回数を変化させる実験を行い、モルタルの含水状態が高水圧作用時のひずみ挙動に及ぼす影響を調べた。その結果、初期より供試体内に水分が存在し、かつ水分移動速度よりも作用水圧の昇圧速度が速い場合、一定水圧作用時でも圧縮ひずみが増加することを明らかにできた。また、水圧の昇圧速度が水分移動速度よりも遅く，最大水圧到達時に水分移動が完了していないと，圧縮ひずみの緩和が生じることを示した。②微細空隙構造に着目したコンクリート中の破壊進展過程評価に関する検討：モルタルの曲げ載荷試験を高水圧下（10～40MPa：水深約1000～4000m相当）で実施した。試験では、液状水がモルタル試験体内部まで浸透するように、あらかじめ30分間水圧を作用させた後、水圧が安定してから曲げ載荷試験を行った。その結果、水圧の程度によってモルタルの曲げ強度が大きく変化することを示した。現時点でこのメカニズムは明確にできていないものの、次年度に実施する深海底でのコンクリート部材の曲げ挙動が気中とは異なる可能性が高いことを示した。③深海底におけるコンクリートの載荷試験に関する検討：次年度に実施予定の深海底でのコンクリートの載荷試験のための航海の準備として、船舶運航部署および潜水艇運航チームと連携して、機器搭載検討を実施した。深海底でも動作可能な載荷機構に関する検討を行い、次年度の稼働に向けた試設計を行った。現場比抵抗計測については、計測に必要な小型電気探査装置を深海用の探査機器をベースに製作し、送信電流パターンの解析などの検討を実施した。

在这项研究中，我们检查了三个项目。 ① 混凝土水压约束压缩载荷试验研究：作为研究混凝土性能的基础研究，进行了改变施加在砂浆试件上的水压增加率和施加次数的试验。研究了液压期间对应变行为的影响。结果表明，如果样品中从一开始就存在水分，并且工作水压的增加速度快于水分移动的速度，则即使施加恒定的水压，压缩应变也会增加。此外，研究表明，如果水压的增加速率慢于水运动的速率，并且在达到最大水压时水运动尚未完成，则会发生压缩应变松弛。 ②以微孔结构为中心的混凝土断裂进展过程评价研究：在高水压（10～40MPa，相当于水深约1000～4000m）下进行砂浆弯曲加载试验。试验中，预先施加水压30分钟，使液态水渗透到砂浆试件中，待水压稳定后，进行弯曲加载试验。结果表明，砂浆的抗弯强度随水压的高低而变化很大。尽管目前尚不清楚这一机制，但明年将进行的深海海底混凝土构件的弯曲行为很可能与空气中不同。 ③深海海底混凝土加载试验的考虑：为明年预定的深海海底混凝土加载试验航次做准备，我们将与船舶运营部门和潜水器作业队一起考虑进行设备安装。我们研究了可在深海海底运行的装载机构，并进行了下一财年运行的试设计。在现场电阻率测量方面，我们以深海勘探设备为基础，制作了测量所需的小型电气勘探装置，并进行了传输电流模式分析等研究。

项目成果

深海3515ｍにおけるポルトランドセメント系材料の力学挙動原位置計測

3515 m 深度波特兰水泥基材料力学行为原位测量

• 发表时间: 2021
• 作者: 野村瞬，高橋恵輔;小林真理，川端雄一郎，笠谷貴史，岩波光保，山中寿朗，牧田寛子，後藤慎平
• 通讯作者: 小林真理，川端雄一郎，笠谷貴史，岩波光保，山中寿朗，牧田寛子，後藤慎平

Resistivity structure deduced from the developed marine vertical DC resistivity survey system around a hydrothermal deposit area

热液矿床区海洋垂直直流电阻率测量系统推导的电阻率结构

• DOI: 10.3124/segj.75.sp42
• 发表时间: 2022
• 期刊: BUTSURI-TANSA(Geophysical Exploration)
• 作者: 笠谷貴史;川田佳史;岩本久則
• 通讯作者: 岩本久則

In situ observation for the influence of hydraulic pressure on internal damage of cement-based materials

水压对水泥基材料内损伤影响的现场观察

• 发表时间: 2022
• 期刊: Materials & Design
• 影响因子: 8.4
• 作者: Y. Kawabata;D. Takano;K. Takahashi;and M. Iwanami
• 通讯作者: and M. Iwanami

深海という海洋極限環境でのセメント系材料の利活用に向けた研究と最新の取り組み

深海极端海洋环境下水泥基材料利用研究及最新进展

• 发表时间: 2021
• 期刊: セメント・コンクリート
• 作者: 設楽 広太;全 邦釘;高橋恵輔，川端雄一郎，笠谷貴史，小林真理，木村俊則，岩波光保，山中寿朗
• 通讯作者: 高橋恵輔，川端雄一郎，笠谷貴史，小林真理，木村俊則，岩波光保，山中寿朗

深海におけるセメント硬化体の力学特性

深海硬化水泥的力学性能

• 发表时间: 2022
• 期刊: 土木技術
• 作者: ショーバック ジェイコブ英輔;栗間 淳;後藤 浩之;三上 武子;吉田 望;澤田 純男;Hiroaki Sukegawa;辰田 翔太，北根 安雄，日比 英輝，佐藤 顕彦，杉浦 邦征，西﨑 到;岩波光保
• 通讯作者: 岩波光保