高炉スラグ微粉末に添加されたセッコウが, モルタル中の塩化物イオンの挙動と鉄筋腐食に与える影響を検討し, その機構について考察を加えた. セッコウの添加により, 高炉スラグ微粉末による塩化物イオンの固定量が減少した. これは, フリーデル氏塩による固定量の減少を主要因とするものと考えられる. 内在塩化物イオンの影響を受ける場合, セッコウ添加量が増加すると, モルタル中の鉄筋腐食が促進される傾向にあった. これは, セッコウの添加による空隙構造の粗大化と, 水溶性塩化物イオン量の増加との相乗効果によるものと推定された. 外来塩化物イオンの影響を受ける場合, セッコウはモルタル中の鉄筋の腐食性状に大きな影響を与えなかった.

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山陽新幹線でのトンネル覆工コンクリートが剥落するなどコンクリート構造物の剥落が多発しており, このためコンクリート内部の欠陥を検出できる手法の開発が求められている. コンクリート内部のひび割れなどの欠陥の検出方法には, これまでいくつかの手法が提案されているが, いずれも試験段階のものが多く, 実績のあるものは少ないのが現状である. そこで本研究では, 覆工コンクリート内部欠陥, 特にひび割れの検出に適する診断手法を検討するための診断装置を製作し, 実トンネルでの計測により, 欠陥の有無判定および深さ推定が可能な手法を開発した. さらに, コンクリートモデルや解析モデルを用いて手法の検証, 考察を行った.

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本研究は, 衝撃弾性波法をPCグラウトの充填評価に適用する場合において有効となる弾性波特性パラメータについて検討を行ったものである. 弾性波特性パラメータとしては, 弾性波伝播速度, 立上がり時間および周波数分布に着目した. まず, スラブ供試体 (その1) 実験において弾性波伝播速度とグラウト充填度の関係を検討した. また, 供試体内部における弾性波伝播挙動を把握する目的で3次元FEM解析を行い, グラウトの存在により弾性波伝播速度が変化する理由について考察を行った. 続いて, 新たにスラブ供試体 (その2) を作製し, PC部材を構成する材料の違いが弾性波特性パラメータに与える影響を検討した. さらに, 実物PCタンクにおいて実証実験を実施し, 本手法の実構造物への適用性を確認した.

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地震時のフーチング損傷形態の支配的要因であるせん断スパン比 (a/d: 0.75, 1.0) およびフーチング鉄筋量 (上面鉄筋比: 0.08, 0.1, 0.12%) をパラメータとした1/3スケールの3体の単調載荷試験を実施した. その結果, a/dのいずれの範囲においてもフーチング上面引張側の柱フ-チング接合部の損傷が支配的であった. また, 二次元弾塑性FEM解析によると, このせん断損傷は, フーチングの上面主鉄筋降伏後, 杭から柱基部間に作用する水平力により生じることが明らかとなった.

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鉄筋コンクリート構造物全体系の応答解析手法の確立を見据え, 杭体-地盤界面における非線形局所挙動を含むRC杭の非線形応答解析に, 線材モデル (fiber model) がどの程度適用できるかを, 既往の載荷実験結果との比較から総合的に検討を行った. 杭体-地盤間の界面剥離 (No Tension) が構造応答に及ぼす影響は小さくはなく, 杭体に生じる最大損傷深さが深いほど, その影響が顕著に表れることを明らかにした. さらに, 杭-地盤系の数値応答評価への適用を念頭に置き, 本論文で用いた解析モデルに対して, 推定精度の検討を行った.

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塩害はRC構造物の劣化要因のうち代表的なものであるが, マクロセル腐食が生じた場合には, 劣化速度はさらに大きくなる. しかし, そのような場合に対して一般的な非破壊検査手法をそのまま適用し劣化の程度を推定するのは, 問題が多いと考えられる. そこで本研究では, ひび割れによりマクロセル腐食が生じたRC部材の腐食分布, 速度を正確に把握することを目的とし, 自然電位と分極抵抗の測定値を用い, さらにマクロセル腐食回路の形成による分極の影響を考慮することにより, ミクロセル腐食, マクロセル腐食のそれぞれを検討した. その結果, マクロセル腐食とミクロセル腐食の両者を数値解析にて正しく把握することが可能となり, またひび割れが腐食に与える影響を明らかにすることができた.

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本研究は, フレッシュコンクリートの流動挙動を解析的に求めることを目的とするものである. フレッシュコンクリートの流動挙動を有限要素法 (FEM) で求める場合, 流動による変形が大きくなると, いびつな要素が発生し, 節点位置および要素形状の最適化を行わなければ解析が破綻する場合がある. そこで本研究では, フレッシュコンクリートの流動解析法として節点のスムージングおよびリメッシングの容易なメッシュレス法の一種であるフリーメッシュ法を採用し, その適用性を検討した. フレッシュコンクリートの流動解析例としてL型フロー試験を対象に行い, 良好な結果を得た.

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火山帯や海洋に面している環太平洋地域には, その他の地域では産出されない材料をコンクリート用粗骨材として使用している地域がある. これらの粗骨材の中には, 我が国で主に使用されている粗骨材と比較して, 強度および物質透過抵抗性の観点から低品質なものもある. 本論文では, (1) 環太平洋地域の粗骨材の強度および物質透過抵抗性を定量的に明らかにすること, (2) 低品質粗骨材を使用したコンクリートの強度および物質透過抵抗性を明らかにすること, さらに, (3) 低品質粗骨材の有効利用方法を提案することを目的とした. そのために, (1) 粗骨材の強度および物質透過抵抗性の評価, (2) 低品質粗骨材を使用したコンクリートの強度および物質透過抵抗性の評価, および (3) 低品質粗骨材の有効利用方法の検討を行った.

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ポリマーセメントモルタル増厚補強は, 補強筋とポリマーセメントモルタルを使用したコンクリート構造物の補強工法で, 主に道路橋床版の下面補強対策に採用されている. 本研究ではポリマーセメントモルタル増厚補強工法の破壊性状を定量的に把握することを目的にRCはりの補強実験を行った. RCはりのせん断スパン比, 補強鉄筋量, 増厚量を変化させ補強はりの破壊形態を検討した. 実験の結果, 破壊形態は曲げ・せん断・中央剥離・端部剥離破壊に大別できることが分かった. 本論では中央剥離, 端部剥離破壊を中心に考察し, 発生のメカニズムと挙動を検討した. 中央剥離破壊は平均付着強度算定式を同定し, 剥離破壊エネルギーによって評価できることを示した. また, 端部剥離破壊のメカニズムを検討し, 破壊挙動を定量的に把握した.

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本研究は形状寸法の異なる鋼繊維で補強したコンクリートの水密性および曲げ特性について研究を行ったものである. 1種類の繊維のみを混入した単一繊維補強の試験結果より, 使用繊維を長繊維と短繊維に分類することができ, 各繊維の補強効果はそれぞれ異なることを明らかにした. 2種類の繊維を組み合せて混入したハイブリッド繊維補強の試験結果より, 水密性に対して効果的な繊維の組合せが, 必ずしも曲げ特性に対して効果的でないことから, 繊維の組合せ効果は水密性と曲げ特性に対してそれぞれ異なることが分かった. また, 水密性と圧縮強度の相関が良いことから, コンクリートの強度を説明するセメント空隙比説を用いて, 水密性に対する繊維の組合せ効果の定量化を行った.

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放射性廃棄物処分施設の長期的な性能の変化を評価するためにセメント水和物の溶脱現象を明確にすることが重要である. 本研究では溶脱に及ぼす空隙量の影響を評価するために, 空隙量を変化させたエーライト硬化体平板をイオン交換水に浸漬した. 空隙量が多い試料ほど溶脱の進行が早く, 空隙の増加量とCa (OH)₂の減少量には良い相関があることがわかった. 浸漬後の試料断面のEPMA測定の結果, 変質部と健全部に明確に区別することができ, その境界はCa (OH)₂溶解フロント (以下, CH溶解フロント) であると判断した. CH溶解フロントは時間とともに内部に移動し, CH溶解フロント深さと時間の平方根は直線関係となった. Caイオンの移動は拡散によるものであり, その速度は空隙率に依存することがわかった.

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鉄筋コンクリートはりを対象として, 著者らが考案した高強度繊維シートを用いた多層化個別緊張 (MLMT, Multi-Layer Multi-Tensioning) 工法の有効性について検証することを試みた. 有限要素解析結果から, MLMT工法では, 接着端部近傍での応力集中を効果的に低減でき, その結果, 補強シートに非常に高い緊張力を導入できることが明らかになった. 曲げ載荷試験結果から, MLMT工法では, 補強シートに非常に高い緊張力を導入できることによって, 引張側コンクリートの曲げひび割れに関して, きわめて高い改善効果が得られることが明らかになった. また, 緊張力の一部を端部固定治具に分担させることによって, せん断ひび割れを起点とした補強シートの剥離に関しても, きわめて高い改善効果が得られることが明らかになった.

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本研究では, 引抜き成型された炭素繊維プレートで曲げ補強したRCはりの曲げ耐荷性状を把握することを目的として, 補強したRCはりの静的曲げ試験および曲げ疲労試験を実施し, その補強効果について検討を行った. さらに, 炭素繊維プレートの材料特性や補強方法がRCはりの補強効果に及ぼす影響について既報告との比較検討を行った. その結果, プレート補強したRCはりの曲げ耐力は大きく向上し, 200万回疲労強度は静的曲げ耐力の約50%であることが確認された. また, 中弾性型炭素繊維プレートを用いる場合は接着補強を, 高強度型炭素繊維プレートを用いる場合は緊張接着補強することで, 炭素繊維プレートの能力を有効に利用した曲げ補強が可能であることを明らかにした.

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掘削土留工に用いる地下連続壁は, 施工精度や品質の向上ならびに経済性の観点から, 近年構造物の本体に利用されることが多く設計法も制定された. 構造物の本体に利用された場合には, 部材は軸方向鉄筋が多段に配置された形状となるが, このような部材でのせん断設計手法を確認するために, 梁状模型試験体を用いた静的一方向載荷試験を実施して, せん断補強鉄筋が無い場合のせん断破壊性状やせん断耐力について実験的な研究を行った. 軸方向鉄筋の配置段数や鉄筋量とせん断破壊性状との関係について, 実験により得られた結果を報告するとともに, せん断耐力算定手法を提案した.

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本論文は, 供用中の構造物に作用すると考えられる酸性雨成分に着目し, これがセメント硬化体の物性変化に及ぼす影響について検討を行ったものである. 新潟県域における降雨中に含まれる成分の調査結果から, コンクリートに化学的な浸食作用を与える成分として硝酸ならびに硫酸を一定の割合で混合した溶液を暴露溶液とし, 溶液中にセメントペースト供試体を暴露して硬化体中の各種水和物量, 空隙量ならびに曲げ強度の経時変化を把握した. この結果, 各水和物量間の変化に関係性が見出され, 水和物量の減少にともなう空隙の増加や曲げ強度の低下傾向にも相関性があることが明らかとなった.

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従来の純せん断試験装置は, 主に鉄筋コンクリートを対象とされたものが多く, 試験の簡便性・汎用性の点で課題を有するものであった. 本研究では,できるだけ簡便な装置を用いて, コンクリートに純せん断力を導入する方法を提案するとともに, これを用いて純せん断力作用下におけるコンクリートの破壊挙動に関する実験を試みた. なお, 主な研究対象として取り上げたコンクリートは, 高強度な人工軽量骨材コンクリートであり, これを中心に普通コンクリートやモルタルの破壊状況の比較を試みた.

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兵庫県南部地震以降, 高速道路用RCラーメン橋脚の柱部において耐震補強が実施されてきた. その結果, ラーメン橋脚の面内方向に地震が生じた場合, はり部でせん断破壊する可能性があることが判明した. 本研究は, RC1層ラーメン橋脚の模型供試体を製作して, はり部を補強しない場合と炭素およびアラミド連続繊維シート, 鋼板を用いてせん断補強をした場合について, 静的正負交番載荷実験を行った結果, はり部をせん断補強することによって, ラーメン橋脚の耐震性が向上することが明らかとなった. また, 実験結果を2次元FEMでシミュレートするとともに, はり部が連続繊維シート補強された実RCラーメン橋脚に対して地震応答解析を行い, 大地震時における耐震性状および補強効果の検討を行った.

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コンクリートの温度応力解析においてクリープは, 履歴理論による重ね合せ理論 (以下, 重ね合せ理論) によって評価されるのが一般的である. 温度応力パターンのように圧縮応力から引張応力に反転する場合, 従来の重ね合せ理論では, 圧縮応力の減少 (除荷) を引張応力の載荷と考えるのに対し, 本研究 (修正重ね合せ理論) では, 圧縮応力の除荷ととらえ, クリープを推定する. その際, 圧縮クリープ試験から求められたクリープ回復率を用いる. また, 除荷の影響を考慮するため, 除荷応力の大きさに応じて, 先行載荷応力を減じる手法を提案する. 二, 三の推定例を示して, 本手法により, 圧縮応力から引張応力に反転する場合のクリープを精度よく推定できることを明らかにする.

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RC部材の変形能力を大きくして耐震性を向上させる目的で, 多量の横方向鉄筋を密に配置することが一般的になってきている. このようにすれば軸方向鉄筋の弾性座屈は防止できるが, 鉄筋降伏以後の塑性座屈を防止することは困難である. 従って, 強震時において軸方向鉄筋は引張塑性域から圧縮座屈域にわたる変位の繰り返しを受けることになり, 低サイクル疲労による鉄筋の破断が懸念される. 本研究は, D19異形鉄筋に強震時を想定した大変位の繰り返し載荷を行って, その破壊条件を検討したものである.

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本研究では, 日本海沿岸の厳しい塩害環境下の高架橋において塩害環境を示す飛来塩分量調査を実施するとともに, 建設後約10年が経過した時点で橋脚より多数の試料を採取し, 高架橋の部位毎の塩分浸透性を比較検討した. その結果, 高架橋への飛来塩分量は波エネルギーの計算値との間に相関性があり, コンクリートの表面塩化物イオン濃度は構造物の部位毎の塩害環境により決定できることを示した. また, コンクリートの塩化物イオンの拡散係数はコンクリートの水セメント比により一定の値になるのではなく, 表面塩化物イオン濃度とともに変化することを明らかにした. さらに, 海岸部の塩害環境の計算結果に基づく高架橋への塩分浸透性の予測法を提案した.

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A series of laboratory tests was conducted to evaluate the moisture susceptibility of asphalt mixtures, including moisture damage of asphalt-aggregate bond, and the influence of water immersion on the properties of asphalt mixtures. Furthermore, the effectiveness of various anti-stripping additives was investigated through a variety of tests. It was found that both the asphalt and aggregate types have dominating influences on the moisture susceptibility of asphalt mixtures; hydrated lime slurry is an effective anti-stripping additive for improving the moisture susceptibility; and the net adsorption test, Lottman test and immersed wheel tracking test are effective tools to evaluate the moisture susceptibility.

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The pavement condition assessment (PCA) based on fuzzy set theory is presented. A method to determine membership functions used in PCA is proposed. The effects of inclusion or omission, weight changes and linguistic rating terms' range values changes of pavement parameters on PCA using fuzzy weighted average (FWA) operation are analyzed. The proposed method is compared with the MCI model.
In developing this case, it is found that the proposed method gives more reliable results. Inclusion or omission, weight changes and linguistic rating terms' range values changes of pavement parameters can cause the differences in PCA. The recommendations with respect to PCA using FWA operation are given.

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