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公開番号2024173012
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023091117
出願日2023-06-01
発明の名称試験装置、試験体及び試験方法
出願人日本電信電話株式会社,学校法人早稲田大学
代理人個人,個人,個人
主分類G01N 3/20 20060101AFI20241205BHJP(測定;試験)
要約【課題】補強された複合構造を有する構造物において、初期構造の劣化による応力の分配を精度よく評価することが可能な試験装置、試験体及び試験方法を提供する。
【解決手段】本開示に係る試験装置100は、構造物200の少なくとも一部を模した主構造部10と、構造物200を補強するための補強部材220の少なくとも一部を模した補強部20とを備えた試験体30と、試験体30を支持する支持部40と、試験体30に載荷する載荷部50と、載荷された試験体30を計測する計測部60とを備える試験装置100であって、主構造部10は、構造物200の使用による劣化部位の少なくとも一部を表す劣化領域部13を含み、劣化領域部13は主構造部の他の部位に対して着脱可能とされていることを特徴とする。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
構造物の少なくとも一部を模した主構造部と、
前記構造物を補強するための補強部材の少なくとも一部を模した補強部と
を備えた試験体と、
前記試験体を支持する支持部と、
前記試験体に載荷する載荷部と、
載荷された前記試験体を計測する計測部と
を備える試験装置であって、
前記主構造部は、前記構造物の使用による劣化部位の少なくとも一部を表す劣化領域部を含み、該劣化領域部は前記主構造部の他の部位に対して着脱可能とされている、試験装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記劣化領域部は、板状の前記主構造部の厚み方向に着脱可能であり、前記主構造部の面方向の略中央位置に位置する、請求項１に記載の試験装置。
【請求項３】
前記劣化領域部を前記主構造部に固定する固定部は、平面視及び底面視において前記補強部と重なっておらず、
前記補強部を前記主構造部に固定する固定部は、平面視及び底面視において前記劣化領域部と重なっていない、請求項１又は２に記載の試験装置。
【請求項４】
前記補強部は、前記主構造部における前記劣化領域部とは反対側の面に装着される、請求項１又は２に記載の試験装置。
【請求項５】
前記載荷部は、板状の前記主構造部における一方の面の前記劣化領域部ではない２点に載荷し、
前記支持部は、前記主構造部における他方の面の前記補強部ではない２点を支持する、請求項１又は２に記載の試験装置。
【請求項６】
前記載荷部は、前記主構造部における上端部を下方に向けて載荷し、
前記支持部は、前記主構造部における下端部及び下部側面を支持する、請求項１又は２に記載の試験装置。
【請求項７】
構造物の少なくとも一部を模した主構造部と、
前記構造物を補強するための補強部材の少なくとも一部を模した補強部と
を備えた試験体であって、
前記主構造部は、前記構造物の使用による劣化部位の少なくとも一部を表す劣化領域部を含み、該劣化領域部は前記主構造部の他の部位に対して着脱可能とされている、試験体。
【請求項８】
構造物の少なくとも一部を模した主構造部であって、該主構造部は前記構造物の使用による劣化部位の少なくとも一部を表す劣化領域部を含む、該主構造部を試験装置に設置することと、
前記主構造部に載荷しながら変位を計測することと、
前記主構造部への載荷を維持しつつ前記構造物を補強するための補強部材の少なくとも一部を模した補強部を前記主構造部に取り付けて補強試験体を形成することと、
前記補強試験体に載荷しながら変位を計測することと、
前記補強試験体への載荷を維持しつつ前記補強試験体から前記劣化領域部を取り外して劣化試験体を形成することと、
前記劣化試験体に載荷しながら変位を計測することと
を含む、試験方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この開示は、試験装置、試験体及び試験方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
トンネルや橋梁などのインフラストラクチャーを構成する構造物は、鋼材の腐食等により強度等の構造物としての性能が低下するため、継続して構造物を使用することを目的として補強が行われることがある。構造物を補強する際には、初期の構造と補強部材とを複合構造とすることによって荷重に対する補強効果を評価する手法が検討されており、経済的な補強設計が可能となっている（非特許文献１及び非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
鈴木博之、″供用中の鋼橋の溶接による補修・補強に関する実験的研究″、大阪大学博士論文、1986年
塩冶幸男他、″経年劣化したシールドトンネルの補強に関する研究″、土木学会論文集 F1 (トンネル工学), 67(2)、2011、p. 62-78
松本安弘他、″二次覆工の建設順序を考慮したシールドトンネルの劣化時挙動に関する一考察″、第72回土木学会年次学術講演会公演概要集、2017
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述のような初期の構造と補強部材とを複合構造とした構造物においては、補強後に初期の構造部分の劣化が進行した場合、トンネルにかかる土圧や水圧、橋梁にかかる自重等の死荷重が不変であっても補強部材への応力の分配が行われる。しかし、この応力分配の大きさの評価は、数値計算によるものが提案されているものの（非特許文献３）、模型実験による再現が難しく、数値計算による評価の精度が不明であったため、この点において改善の余地があった。
【０００５】
従って、かかる点に鑑みてなされた本開示の目的は、補強された複合構造を有する構造物において、初期構造の劣化による応力の分配を精度よく評価することが可能な試験装置、試験体及び試験方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本開示に係る試験装置は、
構造物の少なくとも一部を模した主構造部と、
前記構造物を補強するための補強部材の少なくとも一部を模した補強部と
を備えた試験体と、
前記試験体を支持する支持部と、
前記試験体に載荷する載荷部と、
載荷された前記試験体を計測する計測部と
を備える試験装置であって、
前記主構造部は、前記構造物の使用による劣化部位の少なくとも一部を表す劣化領域部を含み、該劣化領域部は前記主構造部の他の部位に対して着脱可能とされていることを特徴とする。
【０００７】
また、上記課題を解決するため、本開示に係る試験体は、
構造物の少なくとも一部を模した主構造部と、
前記構造物を補強するための補強部材の少なくとも一部を模した補強部と
を備えた試験体であって、
前記主構造部は、前記構造物の使用による劣化部位の少なくとも一部を表す劣化領域部を含み、該劣化領域部は前記主構造部の他の部位に対して着脱可能とされていることを特徴とする。
【０００８】
また、上記課題を解決するため、本開示に係る試験方法は、
構造物の少なくとも一部を模した主構造部であって、該主構造部は前記構造物の使用による劣化部位の少なくとも一部を表す劣化領域部を含む、該主構造部を試験装置に設置することと、
前記主構造部に載荷しながら変位を計測することと、
前記主構造部への載荷を維持しつつ前記構造物を補強するための補強部材の少なくとも一部を模した補強部を前記主構造部に取り付けて補強試験体を形成することと、
前記補強試験体に載荷しながら変位を計測することと、
前記補強試験体への載荷を維持しつつ前記補強試験体から前記劣化領域部を取り外して劣化試験体を形成することと、
前記劣化試験体に載荷しながら変位を計測することと
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、補強された複合構造を有する構造物において、初期構造の劣化による応力の分配を精度よく評価することが可能な試験装置、試験体及び試験方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の第１実施形態に係る試験装置の正面図である。
図１ＡのＡ－Ａ断面による断面図である。
本開示の第１実施形態に係る試験装置が模している構造物の断面図である。
本開示の第１実施形態に係る試験装置に用いる試験体の正面図である。
本開示の第１実施形態に係る試験装置に用いる試験体の平面図である。
本開示の第１実施形態に係る試験装置に用いる試験体の底面図である。
本開示の第１実施形態に係る試験装置の制御を行う制御回路の構成例を示すブロック図である。
本開示の第１実施形態に係る試験方法の実施手順を示すフローチャートである。
本開示の第１実施形態に係る試験方法により主構造部に載荷した状態を示す図である。
図６Ａに示す試験体への載荷により評価している構造物（シールドトンネル）の状態を示す図である。
本開示の第１実施形態に係る試験方法により補強構造部に載荷した状態を示す図である。
図７Ａに示す試験体への載荷により評価している構造物（シールドトンネル）の状態を示す図である。
本開示の第１実施形態に係る試験方法により劣化構造部に載荷した状態を示す図である。
図８Ａに示す試験体への載荷により評価している構造物（シールドトンネル）の状態を示す図である。
本開示の第２実施形態に係る試験装置の正面図である。
本開示の第２実施形態に係る試験装置が模している構造物の正面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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