これまでの研究結果, 水ガラス系注入材のゲル構造は推定できたが, その状態はアモルファスなのか. または, 結晶性なのかは明確ではなかった. 特に経時的に強度増加をする注人材に関しては, そのゲルが時間の経過に伴って結晶性に変化しているのではないかと推測されていた. 本研究の目的の1つは. このゲル状態を明らかにするため水ガラス系注入材のゲルを粉末X線回折で検討したものである.
結果として溶液型水ガラス系注入材は, ゲル構造が異なっても, その主成分であるケイ酸ゲルの状態はすべてアモルファスであることがわかった. また経時的に強度増加をする注入材については, 約7年間ゲルの状態を追跡調査した結果, 養生年数に関係なく常にアモルファスで, ケイ酸ゲルの状態に変化はなかった. さらに, これまでほとんど調べられていなかった注入固結砂の凍結融解による強度や圧密沈下特性を求めゲル構造との関係を調べた.

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既設のコンクリート構造部材における死荷重による応力の測定手法を開発した. 測定部位に歪ゲージを貼り, その周辺を切り欠くことで開放される歪量に, 超音波伝播速度から得られる弾性係数を乗じることで, 作用していた応力の値を推定するものである. FEM解析と実験によりその精度を検証した.

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地下連続壁の後行エレメントは, 既設エレメントや地盤の拘束により温度ひび割れが発生する可能性がある. そこで, 本論文では, 地下連続壁の温度ひび割れの評価方法を提案し, その適用性について検討した. 温度応力算定では, 2次元FEM応力解析で得られた二面拘束された構造物の拘束度をベースに, (1) 隣接する既設エレメントの温度降下の影響を等価温度係数で評価し, (2) 地盤の拘束による影響を有効温度降下量に置き換えて考慮した. また, 地下連続壁の温度ひび割れ状態の程度の評価には温度ひび割れ指数と単位面積当たりのひび割れ長さである“ひび割れ密度”を適用した. そして, 温度ひび割れ指数による評価方法が比較的精度よく地下連続壁の温度ひび割れを評価できることを明らかにした.

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コンクリート構造物には種々の要因によりひび割れが発生し, ひび割れ幅には環境条件等により厳しく制限がなされている.
本研究では, コンクリートの乾燥収縮ひび割れ幅を制御することを目的に, 格子状連続繊維補強材を, コンクリート表層付近に配置する補強について検討を行い, 横線間隔, かぶり厚さ, 素線種類,織り込み方法等の影響を調べた. さらに縦線の付着を考慮した場合のひび割れ幅の算定式を提案し, 実測値と計算値が適合することから提案式の妥当性を確認した.

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格子状CFRPロッドを適用例とし, 続繊維補強筋および鉄筋との混合配筋を有するコンクリートはりの曲げひび割れ幅とたわみの評価を試みた. ひび割れ間隔に及ぼす横筋間隔および混合配筋の影響を実験的に明らかにし, それらを取り入れることで著者らが提案した鉄筋コンクリートはりの曲げひび割れ幅算定式を拡張した. 一方, たわみの評価について, コンクリートの塑性化の影響および鉄筋降伏による剛性変化を考慮することにより, Branson の剛性評価手法の適用範囲を広げ, 荷重レベルによらず連続繊維補強筋を用いたはりおよび混はりの合配筋たわみを精度よく予測する方法を示した.

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本研究ではRCC舗装機械に使用されている金属材料とまだ固まらないRCC材の間の摩擦特性について室内実験を行い, その動的相互作用について理論解析を行った, とくに, RCC材と金属板の間の外部摩擦特性 (摩擦力, 付着力及び摩擦係数) の滑り速度依存性と時間依存性について考察を行い, RCC材の流動性と外部摩擦特性を解明した. これからのRCC舗装施工法とRCC舗装機械の開発に対して, 有益な指針を与えると考える.

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本研究は, 塩害腐食によるひび割れ幅から腐食性生成物量を推定する力学的モデルを提案したものである. このモデルから得られた腐食性生成物量は, コンクリートのかぶり厚さ, 鉄筋径, およびひび割れ幅により支配される. 提案モデルと電食による実験結果とを一致させるために係数α_nを設け, 梁試験体の逆解析により, α_n=0.114が求められた. 提案モデルは, 現位置の塩害劣化したひび割れ幅から鉄筋の腐食量を求めることができ, 実用的な手法である.

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本研究は, 環境とコンクリート表層との境界における塩化物イオンの移動現象をモデル化し, コンクリート中での塩化物イオンの移動に関する解析手法を構築したものである. 境界部のモデルとして考案したものは, 表層部の塩化物イオン濃度が浸漬液中の濃度よりも高くなる現象を擬似吸着という概念を用いて定量化した表層部濃縮モデル, および乾湿繰返しにより塩化物イオンがコンクリート中に浸透する現象をモデル化した乾湿繰返しモデルである. 前者は結合材の種類を変化させた実験により検証した. 最終的には, 湿潤日数を1日に固定し乾燥日数を変化させることにより実環境における乾湿繰返しを分類し, 本研究で構築した解析手法を用いて実環境における塩化物イオンの浸透のシミュレーションを行った.

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蒸気養生コンクリートの表面には, その養生過程で微細なひび割れが発生することがある. このような表面微細ひび割れは, 蒸気養生後, 初期乾燥を受けた場合, さらに拡大進展し, 耐久性に重大な影響を及ぼす恐れがある. しかし, このような表面微細ひび割れの性状や耐久性に及ぼす影響については研究例が少なくほとんど解明されていない. そこで本研究は, 蒸気養生および初期乾燥の過程で発生, 成長した表面微細ひび割れをX線造影撮影法およびWet-SEMを用いて検出し, さらに, 表面微細ひび割れの発生した供試体を用いて種々の耐久性試験を行い耐久性に及ぼす表面微細ひび割れの影響を検討したものである. また, 蒸気養生コンクリートの耐久性向上という観点から, 蒸気養生に関する諸規定の比較検討を行った.

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鉄筋コンクリート部材が100℃を越える高温に曝される場合, 鉄筋とコンクリートの熱膨張係数の差により, コンクリートには引張ひずみ, 鉄筋には圧縮ひずみが発生する. 機構的にはコンクリートの乾燥収縮を鉄筋が拘束する場合の拘束応力と同様のものであるが, 高温下では温度変化に伴って物性が変化するので, 常温下では見られない高温下特有の現象である. 本研究は, このような現象を実験的に把握し, その挙動特性を明らかにするとともに, CEBマニュアルの平均鉄筋ひずみの評価の考え方を拡張し, 熱膨張係数の差による内部ひずみ評価式を提案し, その妥当性を実験結果との比較により検証したものである.

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早急な補修工法などに用いられる連続ミキサの高性能化を図るためには, ミキサの傾斜角度, ミキサ羽根の形状およびミキサ羽根の組合せの設定が重要である. 本研究は, これまでブラックボックスであった連続ミキサの練混ぜ過程におけるコンクリートの流動挙動を定量化することを目的として, 可視化実験手法を用いて流動状況を観察し, ミキサの仰角やミキサ羽根の変化などが流動方向や速度ベクトルの大きさに及ぼす影響について検討した. その結果, コンクリートの流動性状はミキサ内に発生する滞留現象として定量化することができ, 排出効率を低下させずに良好な練混ぜ性能を確保するためには, ミキサ羽根の形状および組合せの適切な設定が重要であることを明らかにした.

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アスファルト乳剤にセメントを加えることによって得られるセメントアスファルト複合体を止水用地中連続壁に適用する目的で同複合体の三軸圧縮試験を行ったところ, Mohr の応力円群の破壊包絡線が右下がりとなるものが存在した. この複合体の配合はセメント, アスファルト乳剤, 砂の三成分に限定したものであるが破壊包絡線が右下がりになるということは Mohr-Culomb の破壊理論からすれば内部摩擦角が負となり, 物理的に説明し難い現象である. このモルタルの配合割合を大きく変化させると破壊包絡線の傾きが正のもの, 負のものと種々得られることから, 本研究の主目的は配合割合を大きく変化させた複合体の物理的な特性を比較し, 破壊包絡線の傾きが負となる要因を究明することである.

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ゴム粒子混合型アスファルト混合物を表層に用いた舗装においては, 交通荷重の作用を受けて雪氷が容易に剥離する現象が見られる. 道路管理者に対するアンケート調査によれば, このような雪氷剥離効果は, 積雪寒冷地域の中でも比較的気温が高く積雪量の少ない地域に対して大きいことが分かった.
ゴム粒子単体の雪氷剥離効果を見るために, 室内モデル実験を行った. その結果, ゴム粒子周辺より氷内部にひび割れが発生して剥離する現象が確認された. そこでゴム粒子周辺の力学状態を調べるために光弾性実験を行った. その結果, ゴム粒子周辺に応力集中が生じ, その応力はゴム粒子のない場合の2.5倍以上になることが分かった. さらにFEM解析によってクリティカルな応力に影響を及ぼす要因について調べた. ゴム粒子の大きさと形状, 雪氷の密度と厚さなどの要因を調べた結果, 実際の施工現場において観察される剥離効果の傾向をうまく説明できた.

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任意の配筋型枠内での高流動コンクリートの変形性状や鉄筋通過性状を定量的に評価することを目的として, 可視化実験手法を用いて流動状況を観察し, 流動挙動をせん断ひずみ速度の経過時間に伴う分布状況の違いにより定量化を行った. その結果, スラブ状の型枠内での二次元平面内および鉛直鉄筋の周りを水平に流動する高流動コンクリートでは, 鉄筋間隔やモルタルと粗骨材の容積比等に関らず, 平均で1.0/s以下のレベルのせん断ひずみ速度が発生し, V漏斗試験やU型充填試験装置内では平均で10/s以下のレベルのせん断ひずみ速度が発生していることを明らかにした.

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層打ちコンクリートの境界面特性の合理的なモデル化を行うためには, 塑性およびクリープ変形の関連を明確にすることが肝要であると考え, まず, 時間依存性を考慮に入れた塑性モデルの構築を行った. そして提案した塑性モデルを層打ちコンクリート構造物の境界面に適用することで境界面モデルを開発した. そして大型試験体による層打ちコンクリート構造物の温度応力実測結果をもとに温度応力解析を行い解析的検討を行った. 結論として, 提案した境界面モデルは, L/H (打設されたコンクリートの長さLと高さHの比) や境界面性状が異なる構造物に対して応力, ひずみおよび変位の実測値を十分捉えるだけでなく, 層打ちコンクリートの剥離の進展をも解析的に捉えられることが確認された.

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優れたじん性能を持つ鋼繊維補強コンクリートを使用したトンネル覆工を対象に, ひび割れの発生・進展を考慮した解析を現在一般的に設計で用いられている骨組解析により行うことができるよう, 引張軟化曲線を考慮した鋼繊維コンクリート部材のモデル化および解析フローを提案した. その結果, ひび割れが発生したと判断される節点を回転ばねで表現することにより, ひび割れを考慮した骨組解析を行うことができた. また, 曲げ試験・トンネル模型載荷実験との比較を行うことにより, 提案した解析方法の妥当性を確認した.

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今回土木学会コンクリート委員会コンクリート標示方書改訂委員会耐久性・耐久設計部会により改訂された「コンクリート構造物の耐久設計指針 (案) 1995」に注目し, この改正案が前回のものと比較して, 耐久性ポイントの算定に大きな差がみられ, 各小項目についても違いがでていることから, これらの値の違いの耐久性に及ぼす影響をみるために, 各項目ごとのポイントを確率変数として処理した場合の, 信頼性理論による部分安全係数を用いた耐久性設計書式を作成し, この設計書式で確保できる耐久性はどの程度となるかを「コンクリート構造物の耐久設計指針 (試案) 1989」の場合と比較しながら確率論的に調べることを主眼としている.

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せん断補強のない鋼コンクリートサンドイッチ梁の疲労試験を行い, 観察されたせん断疲労破壊モードおよびそのS-N曲線を示した. 次に, 繰り返し回数および応力振幅に伴うコンクリートの圧縮強度, 引張強度, 剛性の低下を構成則に取り入れた有限要素解析により, 各せん断疲労破壊モードのS-N曲線を推定できることを示した. 最後に, せん断補強のない鋼コンクリートサンドイッチ梁のせん断疲労に対する設計法を提示した.

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せん断補強鋼板を有する鋼コンクリートサンドイッチ梁の疲労実験を行った. 3種類の梁のせん断疲労破壊モードが観察された. せん断ひび割れ間のコンクリートの圧縮破壊, 引張フランジ鋼板もしくはせん断補強鋼板の疲労破断によるせん断圧縮破壊である. 各々の破壊モードに対するS-N関係を示すとともに, 有限要素解析によるせん断疲労強度の推定法を示した. また, 疲労荷重下のせん断補強鋼板の歪みを求める簡便法, および, 疲労荷重下の鋼コンクリートサンドイッチ梁の設計法に対する提案を示した.

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本研究は, 耐震性能評価設計を念頭に置き, 鉄筋コンクリート柱の主鉄筋降伏以後のせん断耐力と変形性能に関する数値解析法を提示するものである. 大型構造物を対象範囲に包含するものとし, 降伏以後のせん断挙動に関して, 有限要素解析結果と実験結果の比較を行い, 適用性を評価した. また, 側方鉄筋の無い梁について影響因子の感度解析を行い, その結果を概括する目的で簡単な評価式を提示した.

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