Quantitative predictions of combined deterioration progresses in concrete based on size distributions of internal damage

基于内部损伤尺寸分布的混凝土组合劣化进展的定量预测

• 批准号: 21H01416
• 负责人: 高橋 佑弥
• 金额: $ 11.23万
• 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 (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-21H01416/
• 关键词: コンクリート; 内部損傷; 力学性能; 複合劣化; コンクリート; 内部損傷; 力学性能; 複合劣化

本研究は，長期の力学作用（疲労，持続荷重）や，材料劣化（凍結融解，アルカリシリカ反応，乾燥収縮など）に伴う体積変/損傷が複合的に生じるコンクリート構造物の力学応答を複数の実験と数値解析手法を組み合わせて分析することを通じて，複合的に損傷が進展するコンクリート構造物の力学性能を予測/評価するスキームを確立することを目的としている．当該年度は，前年度に確立した巨視ひび割れ・微細損傷それぞれの力学挙動への寄与度モデルを，FEMモデル上でモデル化し，既往のコンクリート構造物の構造応答解析システムに実装した．特にアルカリシリカ反応を対象とし，これまで内部膨張によって生じたひずみをほぼ全て巨視ひび割れと考えて損傷パラメータを算出してきた点に対して，微細損傷によるひずみ分を考慮することで，内部膨張に特徴的な緩慢な力学性能低下が考慮可能となった．また，ひび割れ中に存在する析出物質の力学寄与を考慮することで，実験で見られた力学性能の回復傾向を再現することが可能となった．本モデルは他の要因による膨張に対しても損傷寸法の違いを考慮することで，転用が可能なモデルである．以上のモデルを用いて，梁やスラブといった部材実験の結果の再現解析を実施した．内部膨張による損傷が生じた部材の力学性能は非常にばらつきが大きいものであるが，ひび割れの性状を陽に考慮することで，同じ膨張量でも力学性能が向上するばあいと低下する場合を明確に再現することが可能であることが示された．

这项研究旨在建立一个方案，以预测/评估混凝土结构的机械性能，其中长期机械作用（疲劳，持续负荷）和材料降解（冻干，冻干，碱性 - 硅基反应，干燥收缩等），通过与多个实验和数值分析方法相结合，以分析/评估损害的分析方法来分析/分析的机械性能分析，从而预测/损害的方法，以构图的损害进行分析。 方法。在这个财政年度，对宏观裂缝的机械行为和上一个财政年度建立的细损伤的贡献模型进行了建模，并在用于过去混凝土结构的结构响应分析系统中实施。特别是，关于碱性二氧化硅反应，已经通过考虑几乎所有由内部扩张引起的菌株作为宏观裂纹来计算损伤参数，并且通过考虑由细胞损伤引起的应变，可以考虑对内部扩张的机械性能特征的缓慢降解。此外，考虑到裂纹中存在的沉淀物质的机械贡献，可以重现实验中看到的机械性能的恢复趋势。考虑到损害维度的差异，即使由于其他因素而扩展，也可以使用该模型。使用上述模型，我们对梁和平板实验结果进行了复制分析。尽管内部扩展受损的成员的机械性能在很大程度上是可变的，但已表明，通过明确考虑裂缝的特征，可以清楚地重现机械性能会改善和降低的情况，即使相同膨胀。