報告書番号

N08002

タイトル（和文）

経年劣化した鉄筋コンクリート製地中構造物の構造性能評価に関する検討(その１)- 鉄筋腐食に伴う材料劣化の力学モデルの提案 -

タイトル（英文）

Structural Performance Evaluation on Aging Underground Reinforced Concrete Structures Part 1 - Modeling of Material Degradation due to Reinforcing Steel Corrosion -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究は，鉄筋腐食が鉄筋コンクリートの材料特性に及ぼす影響を明らかにした上で，有限要素解析における鉄筋腐食に伴う材料劣化の力学モデルを提案したものである．まず，電食により鉄筋を強制的に腐食させた鉄筋コンクリート試験体の両引き実験に基づき，鉄筋降伏強度の低下割合は腐食した区間の最大値に相当する腐食量との相関が良いこと，腐食程度が大きい方がコンクリートの引張軟化が顕著となること，などを明らかにした．次に，鉄筋の力学特性やコンクリートの付着係数，腐食膨張ひずみなどで記述されるモデルを提案した上で，腐食量に応じたパラメータを設定し，両引き実験結果を解析した．この結果，概ね平均腐食量が20%までの範囲において実験結果の剛性や鉄筋の降伏荷重などを良好に評価可能であった．さらに，実験ならびに解析で得られた知見に基づいて，提案した力学モデルを塩害環境下の一般的な劣化進行過程に対応付けた．

概要 （英文）

This paper discusses effects of reinforcing steel corrosion on material properties of reinforced concrete and modeling of material degradation due to reinforcing steel corrosion used in a finite element method for structural analysis.
First, we conducted a series of double-action tension tests on reinforced concrete specimens that were artificially corroded by stay current corrosion. We showed that the degradation ratio of yield strength of reinforcing steel agreeded well with maximum steel corrosion ratio and that tension softening of concrete became larger with the increase of corrosion degree.
Second, based on these observations, reinforcement section area loss and initial tension strain due to reinforcement corrosion, a decrease in bond stress between reinforcement and concrete were employed for constructing the material model. To validate the devised modeling, the above -mentioned test results were numerically correlated. As a result, the analyzed load-strain relationships agreeded well with the experimental results under the condition of corrosion ratio 0-20%.
Finally, as an application of experimental and analytical findings, we developed relationships between the parameters of modeling of material degradation and chloride induced deterioration progress as it widely accepted in maintenance practice for civil engineering reinforced concrete structures.

報告者

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