破壊性状算出方法
【課題】被破壊物の構造に関わらず、被破壊物の破壊性状を容易かつ精度良く算出する。
【解決手段】破壊性状の算出方法では、衝撃圧測定器を用いて放電衝撃破壊装置１の放電カートリッジ２による衝撃圧の時間的な変化を示す基準衝撃圧波形を求め、放電カートリッジ２の破壊用物質２２の量を変更しつつ試験体の破壊試験と基準衝撃圧波形を用いた試験体の破壊性状の数値解析とを繰り返して破壊用物質量−衝撃圧特性を取得し、基準衝撃圧波形および破壊用物質量−衝撃圧特性に基づいて被破壊物９の破壊性状が数値解析により算出される。これにより、基準衝撃圧波形および破壊用物質量−衝撃圧特性を一度求めた後は、被破壊物の構造に関わらず、破壊試験を行うことなく被破壊物の破壊性状を容易かつ精度良く算出することができる。
【解決手段】破壊性状の算出方法では、衝撃圧測定器を用いて放電衝撃破壊装置１の放電カートリッジ２による衝撃圧の時間的な変化を示す基準衝撃圧波形を求め、放電カートリッジ２の破壊用物質２２の量を変更しつつ試験体の破壊試験と基準衝撃圧波形を用いた試験体の破壊性状の数値解析とを繰り返して破壊用物質量−衝撃圧特性を取得し、基準衝撃圧波形および破壊用物質量−衝撃圧特性に基づいて被破壊物９の破壊性状が数値解析により算出される。これにより、基準衝撃圧波形および破壊用物質量−衝撃圧特性を一度求めた後は、被破壊物の構造に関わらず、破壊試験を行うことなく被破壊物の破壊性状を容易かつ精度良く算出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被破壊物の破壊性状を算出する破壊性状算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンクリート構造物や岩石等の被破壊物を破壊する方法として、特許文献１のように、金属細線を介して接続された一対の電極および水等の破壊用物質が収容された破壊容器を、被破壊物に形成された装着孔に挿入し、金属細線に電気エネルギーを短時間にて放電供給することにより破壊用物質を急激に気化させ、気化の際の膨張により被破壊物を破壊する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７７３３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のような破壊方法により被破壊物を破壊する際に、事前に破壊される範囲や破壊の態様（すなわち、被破壊物に生じる亀裂の幅や分布等の情報を含む破壊性状）を予測することができれば、残存部の健全性や強度低下等、施工計画に有益な情報を得ることができる。
【０００５】
しかしながら、実際の破壊工事では、被破壊物は様々な材料にて形成されており、また、様々な構造を有するため、被破壊物の破壊性状を予測するためには、被破壊物と同様の構造等を有する試験体を破壊してその破壊性状を観察する必要があり、破壊性状の予測に多大な労力と時間が必要であった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、被破壊物の構造に関わらず、被破壊物の破壊性状を容易かつ精度良く算出することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、被破壊物の破壊性状を算出する破壊性状算出方法であって、ａ）金属細線を介して互いに接続された一対の電極および破壊用物質を容器内に収容した放電カートリッジを準備し、前記一対の電極に電気エネルギーを供給して前記金属細線を溶融気化させることにより前記破壊用物質を反応させ、前記破壊用物質の膨張による衝撃圧を衝撃圧測定器にて測定し、測定結果に基づいて衝撃圧の時間的な変化を示す基準衝撃圧波形を求める工程と、ｂ）試験体の内部に、前記放電カートリッジと同様の、または、前記破壊用物質の量を変更した放電カートリッジを収容し、一対の電極に電気エネルギーを供給して前記試験体を破壊し、前記試験体の破壊性状を取得する工程と、ｃ）前記試験体の構造をモデル化し、前記基準衝撃圧波形から複数の入力波形を生成して前記複数の入力波形の衝撃圧が加えられた場合の前記試験体の破壊性状を数値解析により求め、前記ｂ）工程にて取得された破壊性状に相当する破壊性状が得られる入力波形を算出衝撃圧波形として取得する工程と、ｄ）前記ｂ）工程にて使用される前記破壊用物質の量を変更しつつ前記ｂ）工程および前記ｃ）工程を繰り返すことにより、前記破壊用物質の量と前記算出衝撃圧波形との関係を示す破壊用物質量−衝撃圧特性を取得する工程と、ｅ）被破壊物の構造をモデル化し、前記破壊用物質量−衝撃圧特性に基づいて、前記被破壊物の破壊に使用される前記破壊用物質の量から解析用衝撃圧波形を求め、前記解析用衝撃圧波形を用いて数値解析を行うことにより、前記被破壊物の破壊性状を算出する工程とを備える。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の破壊性状算出方法であって、前記ａ）工程において、前記衝撃圧測定器の内部空間に前記放電カートリッジが収容され、前記衝撃圧測定器が破壊されることなく前記内部空間に配置された圧力センサにより前記衝撃圧が測定される。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の破壊性状算出方法であって、前記ｃ）工程において、前記基準衝撃圧波形の形状をおよそ維持しつつ最大圧力を変更することにより、前記複数の入力波形が生成される。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の破壊性状算出方法であって、前記試験体および前記被破壊物の構造のモデル化において、前記試験体および前記被破壊物に含まれる少なくとも１つの材料の応力−歪み特性が、歪み速度依存性を有する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の破壊性状算出方法であって、前記破壊用物質が自己反応性を有する。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の破壊性状算出方法であって、前記試験体および前記被破壊物がコンクリートを含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、被破壊物の構造に関わらず、被破壊物の破壊性状を容易かつ精度良く算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】放電衝撃破壊装置の構成を示す図である。
【図２】放電衝撃破壊装置による被破壊物の破壊の流れを示す図である。
【図３】放電衝撃破壊装置と被破壊物とを示す図である。
【図４】被破壊物の破壊性状の算出の流れを示す図である。
【図５】衝撃圧測定器の平面図である。
【図６】衝撃圧測定器の断面図である。
【図７．Ａ】試験体の平面図である。
【図７．Ｂ】試験体の断面図である。
【図８．Ａ】試験体の平面図である。
【図８．Ｂ】試験体の断面図である。
【図９】測定衝撃圧波形を示す図である。
【図１０】火薬発破の際の圧力の時間的変化を示す図である。
【図１１】基準衝撃圧波形を示す図である。
【図１２】試験体の材料の材料定数を示す図である。
【図１３．Ａ】破壊後の試験体を示す図である。
【図１３．Ｂ】試験体の上面および側面における亀裂を示す図である。
【図１４】試験体のコンクリート本体の圧縮強度を示す図である。
【図１５】試験体のコンクリート本体の引張強度を示す図である。
【図１６】圧縮強度および引張強度に対する歪み速度の影響を示す図である。
【図１７】試験体のモデルを示す図である。
【図１８．Ａ】試験体のモデルにおける凹部近傍の縦断面図である。
【図１８．Ｂ】試験体のモデルにおける凹部近傍の横断面図である。
【図１９】試験体の算出破壊性状を示す図である。
【図２０．Ａ】破壊後の試験体を示す図である。
【図２０．Ｂ】試験体の上面および側面における亀裂を示す図である。
【図２１．Ａ】破壊後の試験体を分解して示す図である。
【図２１．Ｂ】破壊後の試験体を分解して示す図である。
【図２２】試験体の算出破壊性状を示す図である。
【図２３．Ａ】破壊後の試験体を示す図である。
【図２３．Ｂ】試験体の上面および側面における亀裂を示す図である。
【図２４】試験体の算出破壊性状を示す図である。
【図２５．Ａ】破壊後の試験体を示す図である。
【図２５．Ｂ】試験体の上面および側面における亀裂を示す図である。
【図２６】試験体の算出破壊性状を示す図である。
【図２７】破壊用物質量−衝撃圧特性を示す図である。
【図２８．Ａ】試験体における最大主歪みのベクトル図である。
【図２８．Ｂ】試験体における最大主歪みのベクトル図である。
【図２９】歪みの時間的変化を示す図である。
【図３０】衝撃圧測定器の断面図である。
【図３１】衝撃圧測定器の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の一の実施の形態に係る放電衝撃破壊装置１の構成を示す図である。放電衝撃破壊装置１は、コンクリート構造物や岩石等の被破壊物に装着される放電カートリッジ２、配線３を介して放電カートリッジ２に接続されるコンデンサ４、および、配線５を介してコンデンサ４に接続される直流電源６を備え、配線３および配線５にはそれぞれ放電スイッチ３１および充電スイッチ５１が設けられる。図１では、図の理解を容易にするために放電カートリッジ２の一部を断面にて描いている。
【００１６】
放電カートリッジ２は、プラスチック等により形成された略円筒状の破壊容器２１、破壊容器２１内に充填された無酸素環境下または低酸素環境下にて燃焼可能な液状やゲル状の破壊用物質２２（すなわち、自己反応性を有する物質）、破壊容器２１内に収容された一対の電極２３、および、一対の電極２３の先端部に接続され、電極２３よりも断面積が小さい金属細線２４を備える。一対の電極２３は、金属細線２４を介して互いに接続されるとともに配線３を介してコンデンサ４に接続される。
【００１７】
破壊容器２１は、上部に開口を有する容器本体２１１、および、容器本体２１１の開口を閉塞して容器本体２１１の内部を密閉する蓋部２１２を備える。一対の電極２３は、破壊容器２１の蓋部２１２を貫通するとともに蓋部２１２に固定された配線３により破壊容器２１に固定されており、電極２３および金属細線２４は破壊容器２１内にて破壊用物質２２の内部に位置する。
【００１８】
図２は、放電衝撃破壊装置１による被破壊物の破壊の流れを示す図である。放電衝撃破壊装置１により被破壊物の破壊が行われる際には、まず、図３に示すように、ドリル等により被破壊物９に凹部９１が形成される（ステップＳ１１）。本実施の形態では、被破壊物９はコンクリートを含む構造物（より具体的には、鉄筋コンクリート構造物）とされる。また、凹部９１は深孔状の装填孔とされ、凹部９１の深さ方向に垂直な断面は略円形とされる。図３では、図の理解を容易にするために被破壊物９を断面にて描いている。
【００１９】
続いて、放電カートリッジ２が被破壊物９の凹部９１内（すなわち、被破壊物９の内部）に挿入され、凹部９１内に砂等のタンピング材９２が充填される（いわゆる、タンピングが行われる）（ステップＳ１２）。次に、被破壊物９の放電衝撃破壊装置１の放電スイッチ３１がＯＦＦとされた状態で充電スイッチ５１がＯＮとされることにより、直流電源６からコンデンサ４に電気エネルギーが蓄積される。
【００２０】
その後、充電スイッチ５１がＯＦＦとされ、放電スイッチ３１がＯＮとされることにより、コンデンサ４に蓄積された電気エネルギーが、放電カートリッジ２の一対の電極２３に供給されて金属細線２４が溶融気化する。本実施の形態では、電圧が１ｋＶ以上６ｋＶ以下、電流の最大値が１ｋＡ以上５０ｋＡ以下、かつ、供給時間が１秒以下の条件下にて、電気エネルギーが一対の電極２３に供給される。溶融気化された金属細線２４は数千度の金属ガスとなり、コンデンサ４からの電気エネルギーが当該金属ガスにさらに供給されることによりプラズマが発生する。
【００２１】
そして、金属細線２４の溶融気化およびプラズマ化により発生する高温高圧により、放電カートリッジ２の破壊容器２１内において破壊用物質２２を反応させて瞬間的に蒸発気化させ、破壊用物質２２の気化の際の膨張により生じる衝撃力（すなわち、放電衝撃力）により被破壊物９が破壊される（ステップＳ１３）。放電衝撃破壊装置１では、放電カートリッジ２内の破壊用物質２２の量を変更することにより、放電衝撃力を変更することができる。
【００２２】
次に、被破壊物９の破壊性状（本実施の形態では、破壊により被破壊物９に生じる亀裂の幅および分布）を被破壊物９の破壊よりも前に算出する破壊性状算出方法について、図４を参照しつつ説明する。図５は、破壊性状の算出に利用される衝撃圧測定器８１を示す平面図であり、図６は、衝撃圧測定器８１を図５中のＡ−Ａの位置にて切断した断面図である。また、図７．Ａおよび図８．Ａはそれぞれ、破壊性状の算出に利用される試験体８２ａ，８２ｂの平面図であり、図７．Ｂおよび図８．Ｂはそれぞれ、試験体８２ａ，８２ｂを図７．Ａ中のＢ−Ｂの位置、および、図８．Ａ中のＣ−Ｃの位置にて切断した断面図である。図５ないし図８．Ｂでは、放電衝撃破壊装置１の放電カートリッジ２も併せて描いている。また、図６、図７．Ｂおよび図８．Ｂでは、図の理解を容易にするために、断面よりも奥の構成も破線にて併せて描いている。
【００２３】
図５および図６に示すように、衝撃圧測定器８１は、正面視において略Ｌ字型の第１鋼材８１１、および、第１鋼材８１１の下部（すなわち、Ｌ字の下側の横線に相当する部位）上に配置される略直方体状の第２鋼材８１２を備え、第２鋼材８１２の第１鋼材８１１に対向する側面には、第２鋼材８１２の上下方向（図６中の上下方向に一致する。）の全長に亘る溝部８１３が形成されている。溝部８１３の上下方向に垂直な断面は図５に示すように略円形とされ、図５および図６に示すように、第１鋼材８１１と第２鋼材８１２とが６本のボルト８１５により結合されることにより、溝部８１３の側部開口および下部開口が第１鋼材８１１により閉塞される。これにより、溝部８１３は上部のみに開口を有する凹部８１３となる。衝撃圧測定器８１は、また、凹部８１３の内側面および内底面に貼付されるシート状の２つの圧力センサ８１４を備える。本実施の形態では、圧力センサ８１４として、Ｄｙｎａｓｅｎ社製のＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）フィルムが利用される。
【００２４】
被破壊物９の破壊性状が算出される際には、まず、放電衝撃破壊装置１の放電カートリッジ２が衝撃圧測定器８１の凹部８１３に挿入され（すなわち、衝撃圧測定器８１の内部空間に収容され）、凹部８１３内に砂等のタンピング材８１０が充填されて突き固められる。本実施の形態では、放電カートリッジ２の破壊容器２１内の破壊用物質２２（図１参照）の量は１０ｍｌ（ミリリットル）とされる。
【００２５】
続いて、被破壊物９の破壊の際と同様に、放電カートリッジ２の一対の電極２３（図１参照）に電気エネルギーが供給され、金属細線２４（図１参照）が溶融気化およびプラズマ化する際に発生する高温高圧により、放電カートリッジ２の破壊用物質２２（図１参照）を反応させて瞬間的に蒸発気化させる。そして、破壊用物質２２の気化の際の膨張により、衝撃圧測定器８１が破壊されることなく（すなわち、衝撃圧測定器８１の第１鋼材８１１や第２鋼材８１２に亀裂等を生じさせることなく）衝撃圧測定器８１に衝撃圧が付与され、衝撃圧測定器８１の内部空間に配置された圧力センサ８１４により当該衝撃圧が測定される（ステップＳ２１）。
【００２６】
図９は、衝撃圧の発生時からの経過時間と圧力センサ８１４にて測定された圧力との関係を示す図であり、図中の実線７１１は、圧力センサ８１４により取得された圧力の時間的な変化を示す衝撃圧波形（以下、「測定衝撃圧波形７１１」という。）を示す。図９に示すように、測定衝撃圧波形７１１では、衝撃圧の発生からおよそ５０μ（マイクロ）秒後に圧力が最大値に達し、その後、緩やかに圧力が減少している。
【００２７】
ところで、図３に示す放電衝撃破壊装置１による実際の被破壊物９の破壊では、破壊用物質２２の気化により凹部９１の内壁に加えられる圧力が最大となった後は、被破壊物９に生じた亀裂等から圧力が逃げて急激に減少する。一方、火薬類を被破壊物の凹部内で爆破させて被破壊物を破壊する場合（すなわち、火薬発破が行われた場合）、凹部の内壁に加えられる圧力は、図１０に示すように、衝撃圧の発生から数μ秒にて最大値に達した後、急激に減少して衝撃圧発生から約２００μ秒後に０となることが一例として知られている。
【００２８】
破壊性状の算出では、圧力センサ８１４による測定結果である測定衝撃圧波形７１１（図９参照）、および、図１０に示す火薬発破時の衝撃圧波形に基づいて、仮に破壊用物質２２の気化による衝撃圧が当該衝撃圧により破壊される物体（すなわち、衝撃圧により亀裂が生じる物体）に付与されるとした場合における圧力の時間的な変化を示す基準衝撃圧波形が求められる（ステップＳ２２）。具体的には、図９に示す測定衝撃圧波形７１１のうち圧力が最大値に達した後の波形が、図１０に示す火薬発破時の衝撃圧波形における最大圧力到達後の波形と同様の形状となるように、より具体的には、圧力が最大値から急激に減少するとともに衝撃圧の発生から２００μ秒後に０となるように測定衝撃圧波形７１１が補正される。図１１では、補正後の衝撃圧波形である基準衝撃圧波形７２１を実線にて示し、測定衝撃圧波形７１１を破線にて示す。
【００２９】
基準衝撃圧波形７２１が求められると、放電カートリッジ２の破壊用物質２２（図１参照）を用いて図７．Ａないし図８．Ｂに示す試験体８２ａ，８２ｂを実際に破壊することにより、試験体の破壊性状の取得が行われる。本実施の形態では、それぞれ２個の試験体８２ａ，８２ｂが使用される。試験体８２ａは、略円柱状の鉄筋コンクリートであり、図７．Ａおよび図７．Ｂに示すように、試験体８２ａの上面（すなわち、図７．Ｂ中の上側の主面）には、平面視における中心線を中心として下方に伸びる凹部８２１が電動コア抜きドリル等により形成されている。試験体８２ａは、略円柱状のコンクリート本体８２２、コンクリート本体８２２の内部にて上記中心線を中心とする円周上に等間隔に配列された上下方向に伸びる８本の主筋８２３、および、８本の主筋８２３と交差するように上下方向に等間隔に配列された円周状の６本の帯筋８２４を備える。
【００３０】
本実施の形態では、試験体８２ａの上下面の直径は６００ｍｍであり、高さは６００ｍｍである。また、凹部８２１の上下方向に垂直な断面は略円形であり、凹部８２１の上面からの深さは３５０ｍｍである。主筋８２３としては長さ５００ｍｍ、Ｄ２２のＳＤ（異形棒鋼）３４５が利用され、帯筋８２４としてはＤ１０のＳＤ２９５が利用される。隣接する帯筋８２４の上下方向の間隔は１００ｍｍである。
【００３１】
試験体８２ｂは、試験体８２ａと同様の略円柱状の鉄筋コンクリートであり、図８．Ａおよび図８．Ｂに示すように、試験体８２ｂの上面には、平面視における中心線を中心として下方に伸びる凹部８２１が電動コア抜きドリル等により形成されている。試験体８２ｂは、略円柱状のコンクリート本体８２２、コンクリート本体８２２の内部にて上記中心線を中心とする２つの同心円上にそれぞれ等間隔に配列された上下方向に伸びる８本の主筋８２３、内側の８本の主筋８２３と交差するように上下方向に等間隔に配列された円周状の７本の帯筋８２４、および、外側の８本の主筋８２３と交差するように上下方向に等間隔に配列された円周状の７本の帯筋８２４を備える。
【００３２】
本実施の形態では、試験体８２ｂの上下面の直径は６００ｍｍであり、高さは８００ｍｍである。また、凹部８２１の上下方向に垂直な断面は略円形であり、凹部８２１の上面からの深さは５００ｍｍである。主筋８２３としては長さ７００ｍｍ、Ｄ２２のＳＤ３４５が利用され、帯筋８２４としてはＤ１０のＳＤ２９５が利用される。上下方向にて隣接する帯筋８２４の上下方向の間隔は１００ｍｍであり、内側の７本の帯筋８２４の上下方向の位置と外側の７本の帯筋８２４の上下方向の位置とは等しくされる。試験体８２ａ，８２ｂのコンクリート本体８２２、主筋８２３および帯筋８２４のそれぞれの材料定数を図１２に示す。
【００３３】
破壊用物質２２による破壊性状の取得では、まず、ステップＳ２１にて使用された放電カートリッジ２から破壊用物質２２の量が５ｍｌに変更された新たな放電カートリッジ２が、図７．Ａおよび図７．Ｂに示す試験体８２ａの凹部８２１に挿入され（すなわち、試験体８２ａの内部に収容され）、凹部８２１内に砂等のタンピング材８２６が充填される。続いて、被破壊物９の破壊の際と同様に、放電カートリッジ２の一対の電極２３（図１参照）に電気エネルギーが供給され、金属細線２４（図１参照）が溶融気化およびプラズマ化する際に発生する高温高圧により、放電カートリッジ２の破壊用物質２２（図１参照）を反応させて瞬間的に蒸発気化させる。そして、破壊用物質２２の気化の際の膨張による衝撃圧により試験体８２ａが破壊され、試験体８２ａの破壊性状（すなわち、亀裂の幅および分布）が取得される（ステップＳ２３）。
【００３４】
図１３．Ａは、破壊後の亀裂が生じた試験体８２ａの外観を示し、図１３．Ｂは、破壊後の試験体８２ａの上面および側面に生じた亀裂８２５の幅および分布を示す図である。図１３．Ｂでは、図示の都合上、試験体８２ａの側面を展開して描いており、側面の左右方向の中央部が、図中の上面の下側の部位に対応する。図１３．Ｂでは、幅が１．０ｍｍ未満の亀裂８２５を細線にて示し、また、主筋８２３および帯筋８２４を破線にて併せて描いている（図２０．Ｂ、図２３．Ｂおよび図２５．Ｂにおいても同様）。試験体８２ａの側面には最大幅が数ｍｍの亀裂８２５が生じており、これらの亀裂８２５は主筋８２３や帯筋８２４におよそ沿って伸びる。試験体８２ａの側面に生じた亀裂８２５は、試験体８２ａの上面および底面に到達するものが多い。また、試験体８２ａの上面にも亀裂８２５が生じている。
【００３５】
次に、図１２に示す材料定数に基づいて、試験体８２ａの各材料（コンクリート本体８２２、主筋８２３および帯筋８２４）の静的な応力−歪み特性が定義され、さらに、各材料の歪み速度依存性を考慮して試験体８２ａの構造の動的なモデル化が行われる。換言すれば、試験体８２ａの構造のモデル化では、試験体８２ａの各材料の応力−歪み特性が歪み速度依存性を有する。
【００３６】
静的なモデル化では、圧縮側は、応力の下降域を含めた簡略化した履歴モデルを用い、引張側は、軟化域に１／４モデルを踏襲している。図１４および図１５はそれぞれ、試験体８２ａのコンクリート本体８２２の圧縮強度および引張強度を示す図であり、図中の●印（ε’＝０ｓ−１）が静的な圧縮強度および引張強度を示す。このとき、数１に示す破壊エネルギーＧｆは７８．８Ｎ／ｍとなり、数２に示す引張応力が０となる時の亀裂の幅ｗは０．２ｍｍとなる。なお、数１および数２における圧縮強度ｆｃおよび引張強度ｆｔは図１２に示す値が用いられ、粗骨材の最大寸法ｄｍａｘは２０ｍｍである。また、亀裂の幅ｗを特性長さＬｃｈ（本実施の形態では、代表長さである１００ｍｍ）により除することにより歪みに変換している。
【００３７】
【数１】
【００３８】
【数２】
【００３９】
一方、動的なモデル化では、歪み速度ε’の影響は、歪み速度ε’が３０ｓ−１以下の範囲では数３および数４のように表され、歪み速度ε’が３０ｓ−１よりも大きい範囲では数５および数６のように表される。なお、数３ないし数６におけるｆｃｄおよびｆｔｄはそれぞれ動的な圧縮強度および引張強度を表し、ｆｃｓおよびｆｔｓはそれぞれ静的な圧縮強度および引張強度を表す。また、各係数α、β、γ、δは、数７ないし数１０に示す値である。
【００４０】
【数３】
【００４１】
【数４】
【００４２】
【数５】
【００４３】
【数６】
【００４４】
【数７】
【００４５】
【数８】
【００４６】
【数９】
【００４７】
【数１０】
【００４８】
数３ないし数６に示す歪み速度ε’の影響は図１６のように表され、当該歪み速度ε’の影響を考慮した動的な圧縮強度および引張強度は、図１４および図１５中において●印以外の印（ε’＝０．０１〜１００ｓ−１）にて示される。図１６の横軸は歪み速度を示し、縦軸は、静的な圧縮強度および引張強度に対する動的な圧縮強度および引張強度の割合を示す。
【００４９】
試験体８２ａのモデル化では、試験体８２ａの形状および作用荷重（すなわち、放電カートリッジ２による衝撃圧）の対称性を考慮して、図１７に示す１／４モデルが用いられ、試験体８２ａの中心線を通る切り出し面８２７の条件を面対称としている。また、試験体８２ａの底面の境界条件を剛表面への面接触としている。主筋８２３および帯筋８２４（図７．Ａおよび図７．Ｂ参照）はトラス要素としてモデル化し、コンクリート本体８２２と主筋８２３および帯筋８２４とは完全付着としている。コンクリート本体８２２には、８節点ソリッドの低減積分要素を用い、凹部８２１の要素分割は周方向に１６分割（１／４モデルでは４分割）としている。図１８．Ａおよび図１８．Ｂはそれぞれ、試験体８２ａのモデルにおける圧力作用部である凹部８２１の底部近傍の部位（図１７中に丸印を付して示す。）の縦断面図および横断面図を示し、図中の矢印は凹部８２１に作用する圧力を示す。
【００５０】
試験体８２ａのモデル化が終了すると、ステップＳ２２にて求められた基準衝撃圧波形を入力波形として、当該入力波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ａの破壊性状が数値解析により求められる。本実施の形態では、数値解析手法としてＦＥＭ（有限要素法）が用いられ、試験体８２ａの破壊終了後、十分な時間が経過したとみなせる時刻（すなわち、歪みが一定値に収束したとみなせる時刻であり、例えば、衝撃圧の発生から３０００μ秒後）における試験体８２ａの最大主歪み（引張歪み）の分布が、試験体８２ａの破壊性状として求められる。
【００５１】
続いて、数値解析により求められた破壊性状（以下、「算出破壊性状」という。）と図１３．Ｂに示す試験体８２ａの実際の破壊性状（すなわち、ステップＳ２３にて取得された破壊性状）とが比較され、算出破壊性状が実際の破壊性状に相当し、同等とみなせる場合は、入力波形が算出衝撃圧波形として取得される。一方、算出破壊性状が実際の破壊性状に相当しない場合は、基準衝撃圧波形に基づいて次の入力波形が生成される。次の入力波形は、基準衝撃圧波形の形状をおよそ維持しつつ基準衝撃圧波形の最大圧力を変更することにより（本実施の形態では、基準衝撃圧波形全体に所定の値を乗じることにより）生成される。
【００５２】
そして、次の入力波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ａの算出破壊性状が求められ、算出破壊性状と実際の破壊性状とが比較される。被破壊物９の破壊性状算出方法では、試験体８２ａの実際の破壊性状に相当する算出破壊性状が得られるまで、基準衝撃圧波形に基づいて新たな入力波形が生成されて新たな入力波形について算出破壊性状と実際の破壊性状との比較が行われ、実際の破壊性状に相当する算出破壊性状が得られた入力波形が算出衝撃圧波形として取得される。換言すれば、基準衝撃圧波形から複数の入力波形を生成し、当該複数の入力波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ａの破壊性状を数値解析により求め、実際の破壊性状に相当する破壊性状が得られる入力波形が算出衝撃圧波形として取得される（ステップＳ２４）。
【００５３】
図１９は、算出衝撃圧波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ａの算出破壊性状を示す図である。図１９では、試験体８２ａの１／４モデルを中心線とは反対側および中心線側からそれぞれ見た斜視図を示す（図２２、図２４および図２６においても同様）。図１９に示す算出破壊性状では、試験体８２ａの側面において放電カートリッジ２のおよその位置に水平方向の歪み（すなわち、亀裂に対応する歪み）が生じており、主筋８２３に沿って伸びる上下方向の歪みが生じている。また、試験体８２ａの上面において帯筋８２４に沿う多角形の歪みが生じている。これらの歪みは、図１３．Ｂに示す試験体８２ａの実際の破壊性状における亀裂８２５の分布に良く整合している。また、図１９に示す算出破壊性状からは、試験体８２ａの内部において主筋８２３に沿う亀裂が生じていることがわかる。
【００５４】
１個目の試験体８２ａについて算出衝撃圧波形が取得されると、破壊用物質２２の量が１０ｍｌである新たな放電カートリッジ２（すなわち、ステップＳ２１にて使用された放電カートリッジ２と同様の新たな放電カートリッジ２）が、２個目の試験体８２ａの凹部８２１（図７．Ａおよび図７．Ｂ参照）に挿入される。換言すれば、１個目の試験体８２ａの破壊時から破壊用物質２２の量が変更される（ステップＳ２５，Ｓ２６）。続いて、ステップＳ２３に戻り、１個目の試験体８２ａの破壊の際と同様に、凹部８２１内にタンピング材８２６が充填され、放電カートリッジ２に電気エネルギーが供給されて破壊用物質２２が蒸発気化する。そして、破壊用物質２２の気化の際の衝撃圧により、試験体８２ａが図２０．Ａに示すように破壊され、図２０．Ｂに示すように、試験体８２ａの破壊性状が取得される（ステップＳ２３）。試験体８２ａの側面には最大幅が２０ｍｍ〜３０ｍｍの亀裂８２５が生じており、これらの亀裂８２５は主筋８２３や帯筋８２４におよそ沿って伸びる。試験体８２ａの側面に生じた亀裂８２５は、破壊用物質２２の量が５ｍｌの場合と同様に、試験体８２ａの上面および底面に到達するものが多く、また、試験体８２ａの上面にも亀裂８２５が生じている。
【００５５】
２番目の試験体８２ａは、コンクリート本体８２２のうち主筋８２３および帯筋８２４よりも外側の部位が内側の部位から分離されるまで破壊されており、主筋８２３および帯筋８２４よりも外側の部位は、図２１．Ａに示すように、複数のコンクリート塊として容易に撤去可能な状態となっている。図２１．Ｂは、コンクリート本体８２２の主筋８２３および帯筋８２４よりも外側の部位が撤去された後の試験体８２ａを示す。図２１．Ｂに示す破壊後の試験体８２ａでは、主筋８２３および帯筋８２４はいずれも破断されていない。
【００５６】
次に、ステップＳ２２にて求められた基準衝撃圧波形から複数の入力波形を生成し、当該複数の入力波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ａの破壊性状を、上述の試験体８２ａのモデルを用いて数値解析により求め、実際の破壊性状に相当する破壊性状が得られる入力波形が算出衝撃圧波形として取得される（ステップＳ２４）。図２２は、算出衝撃圧波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ａの算出破壊性状を示す図であり、図２２に示す算術破壊性状における歪みの分布は、図２０．Ｂに示す試験体８２ａの実際の破壊性状における亀裂８２５の分布に良く整合している。また、図２２に示す算出破壊性状から、試験体８２ａの内部において主筋８２３に沿う亀裂が生じていることもわかる。
【００５７】
続いて、破壊用物質２２の量が１０ｍｌである新たな放電カートリッジ２が、図８．Ａおよび図８．Ｂに示す試験体８２ｂの凹部８２１に挿入される（ステップＳ２５，Ｓ２６）。そして、ステップＳ２３に戻り、試験体８２ａの破壊の際と同様に、凹部８２１内にタンピング材８２６が充填され、放電カートリッジ２に電気エネルギーが供給されて破壊用物質２２が蒸発気化する。破壊用物質２２の気化の際の衝撃圧により、試験体８２ｂは図２３．Ａに示すように破壊され、図２３．Ｂに示すように、試験体８２ｂの破壊性状が取得される（ステップＳ２３）。
【００５８】
試験体８２ｂの側面には最大幅が数ｍｍの亀裂８２５が生じており、これらの亀裂８２５は主筋８２３や帯筋８２４におよそ沿って伸びる。試験体８２ｂの側面に生じた亀裂８２５は、試験体８２ａの場合とは異なり、試験体８２ｂの上面および底面に到達するものは少なく、また、試験体８２ｂの上面には亀裂８２５は生じていない。このような試験体８２ａと試験体８２ｂとの破壊性状の差は、試験体の上下方向の長さや放電カートリッジ２の上下方向の位置に起因していると考えられる。
【００５９】
次に、試験体８２ｂの構造が試験体８２ａと同様の方法によりモデル化される。そして、ステップＳ２２にて求められた基準衝撃圧波形から複数の入力波形が生成され、当該複数の入力波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ｂの破壊性状が、試験体８２ｂのモデルを用いて数値解析により求められ、実際の破壊性状に相当する破壊性状が得られる入力波形が算出衝撃圧波形として取得される（ステップＳ２４）。図２４は、算出衝撃圧波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ｂの算出破壊性状を示す図であり、図２４に示す算術破壊性状における歪みの分布は、図２３．Ｂに示す試験体８２ｂの実際の破壊性状における亀裂８２５の分布に良く整合している。また、図２４に示す算出破壊性状から、試験体８２ｂの内部において主筋８２３に沿う亀裂が生じていることもわかる。
【００６０】
算出衝撃圧波形が取得されると、破壊用物質２２の量が１５ｍｌである新たな放電カートリッジ２が、２個目の試験体８２ｂの凹部８２１（図８．Ａおよび図８．Ｂ参照）に挿入される（ステップＳ２５，Ｓ２６）。続いて、ステップＳ２３に戻り、１個目の試験体８２ｂの破壊の際と同様に、凹部８２１内にタンピング材８２６が充填され、放電カートリッジ２に電気エネルギーが供給されて破壊用物質２２が蒸発気化する。そして、破壊用物質２２の気化の際の衝撃圧により、試験体８２ｂが図２５．Ａに示すように破壊され、図２５．Ｂに示すように、試験体８２ｂの破壊性状が取得される（ステップＳ２３）。試験体８２ｂの側面には最大幅が数ｍｍの亀裂８２５が生じており、これらの亀裂８２５は主筋８２３や帯筋８２４におよそ沿って伸びる。試験体８２ｂの側面に生じた亀裂８２５は、破壊用物質２２の量が１０ｍｌの場合と同様に、試験体８２ｂの上面および底面に到達するものは少なく、また、試験体８２ｂの上面には亀裂８２５は生じていない。
【００６１】
次に、ステップＳ２２にて求められた基準衝撃圧波形から複数の入力波形が生成され、当該複数の入力波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ｂの破壊性状が、上述の試験体８２ｂのモデルを用いて数値解析により求められ、実際の破壊性状に相当する破壊性状が得られる入力波形が算出衝撃圧波形として取得される（ステップＳ２４）。図２６は、算出衝撃圧波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ｂの算出破壊性状を示す図であり、図２６に示す算術破壊性状における歪みの分布は、図２５．Ｂに示す試験体８２ｂの実際の破壊性状における亀裂８２５の分布に良く整合している。また、図２６に示す算出破壊性状から、試験体８２ａの内部において主筋８２３に沿う亀裂が生じていることもわかる。
【００６２】
このように、準備された全ての試験体について、放電カートリッジ２の破壊用物質２２の量を変更しつつステップＳ２３，Ｓ２４が繰り返され（ステップＳ２５）、試験体の破壊に用いられた破壊用物質２２の量とステップＳ２４にて取得された算出衝撃圧波形との関係を示す破壊用物質量−衝撃圧特性が取得される（ステップＳ２７）。図２７は、破壊用物質量−衝撃圧特性の一例として、破壊用物質２２の量とこれに対応する算出衝撃圧波形の最大圧力との関係を示す図である。図２７に示すように、破壊用物質２２の量が５ｍｌ、１０ｍｌおよび１５ｍｌの場合の最大圧力はそれぞれ、１．５ｋＮ／ｍｍ２、１．８ｋＮ／ｍｍ２、および、２．０ｋＮ／ｍｍ２である。
【００６３】
ここで、試験体８２ａ，８２ｂにおける上下方向に垂直な断面における歪みについて説明する。図２８．Ａおよび図２８．Ｂはそれぞれ、試験体８２ａ，８２ｂを放電カートリッジ２が配置される位置にて上下方向に垂直に切断した断面における最大主歪みのベクトル図であり、上述の数値解析による試験体８２ａ，８２ｂの破壊性状の取得時に算出されたものである。
【００６４】
図２８．Ａに示すように、試験体８２ａの中心近傍（すなわち、凹部８２１近傍）では、径方向に垂直な方向（以下、「接線方向」という。）に大きな歪みが生じており、主筋８２３および帯筋８２４の位置（以下、「配筋位置」という。）にて歪みの方向が半径方向へと変化する。また、配筋位置から外側に離れた位置と外側縁との間の領域では、再び接線方向の歪みが卓越している。図２８．Ｂに示すように、試験体８２ｂの中心近傍（すなわち、凹部８２１近傍）では、接線方向に大きな歪みが生じており、内側の配筋位置と外側の配筋位置との間の領域では接線方向の歪みが卓越している。図２８．Ａおよび図２８．Ｂに示すように、試験体８２ａ，８２ｂでは、主筋８２３および帯筋８２４により歪みの方向が変化し、主筋８２３および帯筋８２４に沿う、または、主筋８２３および帯筋８２４から外側に向かう亀裂が生じる。
【００６５】
図２９は、図２８．Ａおよび図２８．Ｂ中において丸で囲んで示す主筋８２３と配筋位置との交差位置におけるコンクリート本体８２２および帯筋８２４の歪みの時間的変化を示す図である。図２９に示すように、試験体８２ａでは、帯筋８２４に生じた歪みは歪みの発生から約５００μ秒後に約０．３％にて静定し、コンクリート本体８２２の帯筋８２４よりも外側の部位に生じた歪みは約１５００μ秒後に約６％にて静定する。また、試験体８２ｂでは、内側および外側の帯筋８２４に生じた歪みはそれぞれ、歪みの発生から約５００μ秒後に約０．４％および約０．２％にて静定し、コンクリート本体８２２の内側の帯筋８２４と外側の帯筋８２４との間の部位に生じた歪みは約５００μ秒後に約１．０％にて静定し、コンクリート本体８２２の外側の帯筋８２４よりも外側の部位に生じた歪みは約２０００μ秒後に約６％にて静定する。
【００６６】
このように、コンクリート本体８２２の帯筋８２４と外縁との間の部位における歪みが他の部位よりも大きくなっているが、これは、試験体の中心から外縁に向かって進行する圧力波が外縁（すなわち、自由端）にて反射し、後続の圧力波と当該部位において重なって歪みが成長したことによるものと考えられる。また、図２９では、歪みの時間的変化を示す曲線の勾配が歪み速度ε’を表すことになり、コンクリート本体８２２の帯筋８２４と外縁との間の部位ではε’が数１０ｓ−１と比較的大きい値をとる。このことから、数値解析の精度を向上するためには、試験体８２ａ，８２ｂのモデル化において歪み速度依存性を考慮することが好ましいといえる。
【００６７】
破壊用物質量−衝撃圧特性の取得が終了すると、上述の試験体８２ａ，８２ｂのモデル化に準じた手法により、被破壊物９の構造のモデル化が行われる。続いて、ステップＳ２７にて取得された破壊用物質量−衝撃圧特性に基づいて、被破壊物９の破壊に使用される破壊用物質２２の量から解析用衝撃圧波形が求められる。本実施の形態では、図２７に示すグラフから、被破壊物９の破壊に使用される破壊用物質２２の量に対応する最大圧力が求められ、基準衝撃圧波形７２１（図１１参照）の最大値に対する当該最大圧力の割合を基準衝撃圧波形７２１に乗じることにより解析用衝撃圧波形が求められる。そして、解析用衝撃圧波形を用いてＦＥＭによる数値解析を行うことにより、解析用衝撃圧波形を有する衝撃圧が被破壊物９の凹部９１の内壁に加えられた場合の被破壊物９の破壊性状が、試験体８２ａ，８２ｂの破壊性状取得の場合と同様に算出される（ステップＳ２８）。
【００６８】
被破壊物９の破壊性状の算出は、被破壊物９の実際の破壊よりも前に、破壊用物質２２の量、放電カートリッジ２が挿入される凹部９１の深さや位置等を様々に変更しつつ行われ、所望の破壊性状となるように、破壊用物質２２の量や凹部の深さおよび位置等が決定される。その結果、被破壊物９の破壊作業の最適化（すなわち、安全性の向上や作業コストの低減等）が実現される。
【００６９】
本実施の形態に係る破壊性状の算出方法は、破壊性状の算出精度をより高くするという観点からは、試験体８２ａ，８２ｂおよび被破壊物９が同種の構造を有する（すなわち、単一の同じ材料、または、複数種類の材料の同様の組合せにて形成される）ことが好ましいが、当該算出方法は、必ずしも試験体８２ａ，８２ｂと同様の鉄筋コンクリート構造物である被破壊物９のみに適用されるわけではなく、試験体８２ａ，８２ｂとは異なる構造の被破壊物（例えば、コンクリートのみにより形成された構造物や岩石）にも適用可能である。この場合、被破壊物の構造をモデル化した上で、上述のステップＳ２２，Ｓ２７にて取得された基準衝撃圧波形、および、破壊用物質量−衝撃圧特性に基づいて求められた解析用衝撃圧波形を用いて数値解析を行うことにより、被破壊物の破壊性状が求められる。
【００７０】
以上に説明したように、本実施の形態に係る破壊性状の算出方法では、衝撃圧測定器８１を用いて基準衝撃圧波形を求め、試験体８２ａ，８２ｂの破壊試験と試験体８２ａ，８２ｂの破壊性状の数値解析とに基づいて算出衝撃圧波形を取得して破壊用物質量−衝撃圧特性を取得し、基準衝撃圧波形および破壊用物質量−衝撃圧特性に基づいて被破壊物９の破壊性状が算出される。これにより、基準衝撃圧波形および破壊用物質量−衝撃圧特性を一度求めた後は、被破壊物の構造に関わらず、破壊試験を行うことなく被破壊物の破壊性状を容易かつ精度良く算出することができる。
【００７１】
また、ステップＳ２１において、衝撃圧測定器８１の凹部８２１（すなわち、内部空間）に放電カートリッジ２が収容され、衝撃圧測定器８１が破壊されることなく凹部８２１に配置された圧力センサ８１４により衝撃圧が測定されることにより、図９に示す測定衝撃圧波形７１１を精度良く取得することができる。これにより、ステップＳ２２において、測定衝撃圧波形７１１に基づいて図１１に示す基準衝撃圧波形７２１を精度良く求めることができる。その結果、ステップＳ２８において、被破壊物の破壊性状をより精度良く算出することができる。
【００７２】
ステップＳ２４では、基準衝撃圧波形の形状をおよそ維持しつつ最大圧力を変更することにより、複数の入力波形を容易に生成することができる。また、ステップＳ２４では、試験体８２ａ，８２ｂの構造のモデル化が、試験体８２ａ，８２ｂに含まれる材料の応力−歪み特性が歪み速度依存性を有する状態で行われ、ステップＳ２８では、被破壊物９の構造のモデル化が、試験体８２ａ，８２ｂのモデル化と同様に、被破壊物９に含まれる材料の応力−歪み特性が歪み速度依存性を有する状態で行われる。これにより、試験体８２ａ，８２ｂおよび被破壊物９の破壊性状を取得する際の数値解析の精度を向上することができ、試験体８２ａ，８２ｂおよび被破壊物９の破壊性状をさらに精度良く算出することができる。
【００７３】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【００７４】
ステップＳ２１では、図５および図６に示す衝撃圧測定器８１とは異なる構造を有する衝撃圧測定器により衝撃圧が測定されてもよい。例えば、図３０および図３１に示す衝撃圧測定器８１ａは、厚肉の鉄管８１６、鉄管８１６の上下の開口を閉塞する鉄板８１７、鉄管８１６の内側面に貼付されるアクリル製のプレート８１８、および、平滑面であるプレート８１８の内面に貼付された圧力センサ８１４を備え、鉄管８１６の内部空間に位置する放電カートリッジ２の周囲には珪砂８１９が充填される。衝撃圧測定器８１ａでは、鉄管８１６の高さは１８０ｍｍ、外径は７６．３ｍｍ、肉厚は７．０ｍｍであり、鉄管８１６内の圧力センサ８１４により衝撃圧が測定される。
【００７５】
上記実施の形態では、ステップＳ２３において２種類の試験体８２ａ，８２ｂが用いられているが、ステップＳ２３において用いられる試験体は１種類でも３種類以上でもよい。また、試験体の形状は、数値解析を容易に行うというて観点からは円柱とされることが好ましいが、円柱以外の様々な形状（例えば、角柱）とされてもよい。実際の破壊工事では、コンクリート構造物が被破壊物とされることが多いため、ステップＳ２３にて用いられる試験体はコンクリートを含むことが好ましいが、コンクリート以外の他の材料により形成されてもよい。
【００７６】
ステップＳ２４では、数値解析手法として、ＦＥＭに代えてＤＥＭ（個別要素法）やＲＢＳＭ（剛体バネモデル）等が用いられてもよい。試験体８２ａ，８２ｂや被破壊物９のモデル化では、試験体８２ａ，８２ｂおよび被破壊物９に含まれる少なくとも１つの材料の応力−歪み特性が歪み速度依存性を有することにより、数値解析による破壊性状の取得精度が向上される。
【００７７】
上記実施の形態では、凹部９１は被破壊物９に形成された穴であるが、被破壊物９に形成された溝部が凹部９１として利用されてもよい。また、上述の放電衝撃破壊装置１は、例えば、トンネルにおける仕上げ破壊作業やコンクリート構造物の解体作業、水中における破壊作業、その他、発破作業が制限される破壊・解体作業に利用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
９ 被破壊物
２ 放電カートリッジ
２１ 破壊容器
２２ 破壊用物質
２３ 電極
２４ 金属細線
８１，８１ａ 衝撃圧測定器
８２ａ，８２ｂ 試験体
７２１ 基準衝撃圧波形
８１３ 凹部
８１４ 圧力センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被破壊物の破壊性状を算出する破壊性状算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンクリート構造物や岩石等の被破壊物を破壊する方法として、特許文献１のように、金属細線を介して接続された一対の電極および水等の破壊用物質が収容された破壊容器を、被破壊物に形成された装着孔に挿入し、金属細線に電気エネルギーを短時間にて放電供給することにより破壊用物質を急激に気化させ、気化の際の膨張により被破壊物を破壊する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７７３３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のような破壊方法により被破壊物を破壊する際に、事前に破壊される範囲や破壊の態様（すなわち、被破壊物に生じる亀裂の幅や分布等の情報を含む破壊性状）を予測することができれば、残存部の健全性や強度低下等、施工計画に有益な情報を得ることができる。
【０００５】
しかしながら、実際の破壊工事では、被破壊物は様々な材料にて形成されており、また、様々な構造を有するため、被破壊物の破壊性状を予測するためには、被破壊物と同様の構造等を有する試験体を破壊してその破壊性状を観察する必要があり、破壊性状の予測に多大な労力と時間が必要であった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、被破壊物の構造に関わらず、被破壊物の破壊性状を容易かつ精度良く算出することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、被破壊物の破壊性状を算出する破壊性状算出方法であって、ａ）金属細線を介して互いに接続された一対の電極および破壊用物質を容器内に収容した放電カートリッジを準備し、前記一対の電極に電気エネルギーを供給して前記金属細線を溶融気化させることにより前記破壊用物質を反応させ、前記破壊用物質の膨張による衝撃圧を衝撃圧測定器にて測定し、測定結果に基づいて衝撃圧の時間的な変化を示す基準衝撃圧波形を求める工程と、ｂ）試験体の内部に、前記放電カートリッジと同様の、または、前記破壊用物質の量を変更した放電カートリッジを収容し、一対の電極に電気エネルギーを供給して前記試験体を破壊し、前記試験体の破壊性状を取得する工程と、ｃ）前記試験体の構造をモデル化し、前記基準衝撃圧波形から複数の入力波形を生成して前記複数の入力波形の衝撃圧が加えられた場合の前記試験体の破壊性状を数値解析により求め、前記ｂ）工程にて取得された破壊性状に相当する破壊性状が得られる入力波形を算出衝撃圧波形として取得する工程と、ｄ）前記ｂ）工程にて使用される前記破壊用物質の量を変更しつつ前記ｂ）工程および前記ｃ）工程を繰り返すことにより、前記破壊用物質の量と前記算出衝撃圧波形との関係を示す破壊用物質量−衝撃圧特性を取得する工程と、ｅ）被破壊物の構造をモデル化し、前記破壊用物質量−衝撃圧特性に基づいて、前記被破壊物の破壊に使用される前記破壊用物質の量から解析用衝撃圧波形を求め、前記解析用衝撃圧波形を用いて数値解析を行うことにより、前記被破壊物の破壊性状を算出する工程とを備える。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の破壊性状算出方法であって、前記ａ）工程において、前記衝撃圧測定器の内部空間に前記放電カートリッジが収容され、前記衝撃圧測定器が破壊されることなく前記内部空間に配置された圧力センサにより前記衝撃圧が測定される。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の破壊性状算出方法であって、前記ｃ）工程において、前記基準衝撃圧波形の形状をおよそ維持しつつ最大圧力を変更することにより、前記複数の入力波形が生成される。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の破壊性状算出方法であって、前記試験体および前記被破壊物の構造のモデル化において、前記試験体および前記被破壊物に含まれる少なくとも１つの材料の応力−歪み特性が、歪み速度依存性を有する。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の破壊性状算出方法であって、前記破壊用物質が自己反応性を有する。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の破壊性状算出方法であって、前記試験体および前記被破壊物がコンクリートを含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、被破壊物の構造に関わらず、被破壊物の破壊性状を容易かつ精度良く算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】放電衝撃破壊装置の構成を示す図である。
【図２】放電衝撃破壊装置による被破壊物の破壊の流れを示す図である。
【図３】放電衝撃破壊装置と被破壊物とを示す図である。
【図４】被破壊物の破壊性状の算出の流れを示す図である。
【図５】衝撃圧測定器の平面図である。
【図６】衝撃圧測定器の断面図である。
【図７．Ａ】試験体の平面図である。
【図７．Ｂ】試験体の断面図である。
【図８．Ａ】試験体の平面図である。
【図８．Ｂ】試験体の断面図である。
【図９】測定衝撃圧波形を示す図である。
【図１０】火薬発破の際の圧力の時間的変化を示す図である。
【図１１】基準衝撃圧波形を示す図である。
【図１２】試験体の材料の材料定数を示す図である。
【図１３．Ａ】破壊後の試験体を示す図である。
【図１３．Ｂ】試験体の上面および側面における亀裂を示す図である。
【図１４】試験体のコンクリート本体の圧縮強度を示す図である。
【図１５】試験体のコンクリート本体の引張強度を示す図である。
【図１６】圧縮強度および引張強度に対する歪み速度の影響を示す図である。
【図１７】試験体のモデルを示す図である。
【図１８．Ａ】試験体のモデルにおける凹部近傍の縦断面図である。
【図１８．Ｂ】試験体のモデルにおける凹部近傍の横断面図である。
【図１９】試験体の算出破壊性状を示す図である。
【図２０．Ａ】破壊後の試験体を示す図である。
【図２０．Ｂ】試験体の上面および側面における亀裂を示す図である。
【図２１．Ａ】破壊後の試験体を分解して示す図である。
【図２１．Ｂ】破壊後の試験体を分解して示す図である。
【図２２】試験体の算出破壊性状を示す図である。
【図２３．Ａ】破壊後の試験体を示す図である。
【図２３．Ｂ】試験体の上面および側面における亀裂を示す図である。
【図２４】試験体の算出破壊性状を示す図である。
【図２５．Ａ】破壊後の試験体を示す図である。
【図２５．Ｂ】試験体の上面および側面における亀裂を示す図である。
【図２６】試験体の算出破壊性状を示す図である。
【図２７】破壊用物質量−衝撃圧特性を示す図である。
【図２８．Ａ】試験体における最大主歪みのベクトル図である。
【図２８．Ｂ】試験体における最大主歪みのベクトル図である。
【図２９】歪みの時間的変化を示す図である。
【図３０】衝撃圧測定器の断面図である。
【図３１】衝撃圧測定器の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の一の実施の形態に係る放電衝撃破壊装置１の構成を示す図である。放電衝撃破壊装置１は、コンクリート構造物や岩石等の被破壊物に装着される放電カートリッジ２、配線３を介して放電カートリッジ２に接続されるコンデンサ４、および、配線５を介してコンデンサ４に接続される直流電源６を備え、配線３および配線５にはそれぞれ放電スイッチ３１および充電スイッチ５１が設けられる。図１では、図の理解を容易にするために放電カートリッジ２の一部を断面にて描いている。
【００１６】
放電カートリッジ２は、プラスチック等により形成された略円筒状の破壊容器２１、破壊容器２１内に充填された無酸素環境下または低酸素環境下にて燃焼可能な液状やゲル状の破壊用物質２２（すなわち、自己反応性を有する物質）、破壊容器２１内に収容された一対の電極２３、および、一対の電極２３の先端部に接続され、電極２３よりも断面積が小さい金属細線２４を備える。一対の電極２３は、金属細線２４を介して互いに接続されるとともに配線３を介してコンデンサ４に接続される。
【００１７】
破壊容器２１は、上部に開口を有する容器本体２１１、および、容器本体２１１の開口を閉塞して容器本体２１１の内部を密閉する蓋部２１２を備える。一対の電極２３は、破壊容器２１の蓋部２１２を貫通するとともに蓋部２１２に固定された配線３により破壊容器２１に固定されており、電極２３および金属細線２４は破壊容器２１内にて破壊用物質２２の内部に位置する。
【００１８】
図２は、放電衝撃破壊装置１による被破壊物の破壊の流れを示す図である。放電衝撃破壊装置１により被破壊物の破壊が行われる際には、まず、図３に示すように、ドリル等により被破壊物９に凹部９１が形成される（ステップＳ１１）。本実施の形態では、被破壊物９はコンクリートを含む構造物（より具体的には、鉄筋コンクリート構造物）とされる。また、凹部９１は深孔状の装填孔とされ、凹部９１の深さ方向に垂直な断面は略円形とされる。図３では、図の理解を容易にするために被破壊物９を断面にて描いている。
【００１９】
続いて、放電カートリッジ２が被破壊物９の凹部９１内（すなわち、被破壊物９の内部）に挿入され、凹部９１内に砂等のタンピング材９２が充填される（いわゆる、タンピングが行われる）（ステップＳ１２）。次に、被破壊物９の放電衝撃破壊装置１の放電スイッチ３１がＯＦＦとされた状態で充電スイッチ５１がＯＮとされることにより、直流電源６からコンデンサ４に電気エネルギーが蓄積される。
【００２０】
その後、充電スイッチ５１がＯＦＦとされ、放電スイッチ３１がＯＮとされることにより、コンデンサ４に蓄積された電気エネルギーが、放電カートリッジ２の一対の電極２３に供給されて金属細線２４が溶融気化する。本実施の形態では、電圧が１ｋＶ以上６ｋＶ以下、電流の最大値が１ｋＡ以上５０ｋＡ以下、かつ、供給時間が１秒以下の条件下にて、電気エネルギーが一対の電極２３に供給される。溶融気化された金属細線２４は数千度の金属ガスとなり、コンデンサ４からの電気エネルギーが当該金属ガスにさらに供給されることによりプラズマが発生する。
【００２１】
そして、金属細線２４の溶融気化およびプラズマ化により発生する高温高圧により、放電カートリッジ２の破壊容器２１内において破壊用物質２２を反応させて瞬間的に蒸発気化させ、破壊用物質２２の気化の際の膨張により生じる衝撃力（すなわち、放電衝撃力）により被破壊物９が破壊される（ステップＳ１３）。放電衝撃破壊装置１では、放電カートリッジ２内の破壊用物質２２の量を変更することにより、放電衝撃力を変更することができる。
【００２２】
次に、被破壊物９の破壊性状（本実施の形態では、破壊により被破壊物９に生じる亀裂の幅および分布）を被破壊物９の破壊よりも前に算出する破壊性状算出方法について、図４を参照しつつ説明する。図５は、破壊性状の算出に利用される衝撃圧測定器８１を示す平面図であり、図６は、衝撃圧測定器８１を図５中のＡ−Ａの位置にて切断した断面図である。また、図７．Ａおよび図８．Ａはそれぞれ、破壊性状の算出に利用される試験体８２ａ，８２ｂの平面図であり、図７．Ｂおよび図８．Ｂはそれぞれ、試験体８２ａ，８２ｂを図７．Ａ中のＢ−Ｂの位置、および、図８．Ａ中のＣ−Ｃの位置にて切断した断面図である。図５ないし図８．Ｂでは、放電衝撃破壊装置１の放電カートリッジ２も併せて描いている。また、図６、図７．Ｂおよび図８．Ｂでは、図の理解を容易にするために、断面よりも奥の構成も破線にて併せて描いている。
【００２３】
図５および図６に示すように、衝撃圧測定器８１は、正面視において略Ｌ字型の第１鋼材８１１、および、第１鋼材８１１の下部（すなわち、Ｌ字の下側の横線に相当する部位）上に配置される略直方体状の第２鋼材８１２を備え、第２鋼材８１２の第１鋼材８１１に対向する側面には、第２鋼材８１２の上下方向（図６中の上下方向に一致する。）の全長に亘る溝部８１３が形成されている。溝部８１３の上下方向に垂直な断面は図５に示すように略円形とされ、図５および図６に示すように、第１鋼材８１１と第２鋼材８１２とが６本のボルト８１５により結合されることにより、溝部８１３の側部開口および下部開口が第１鋼材８１１により閉塞される。これにより、溝部８１３は上部のみに開口を有する凹部８１３となる。衝撃圧測定器８１は、また、凹部８１３の内側面および内底面に貼付されるシート状の２つの圧力センサ８１４を備える。本実施の形態では、圧力センサ８１４として、Ｄｙｎａｓｅｎ社製のＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）フィルムが利用される。
【００２４】
被破壊物９の破壊性状が算出される際には、まず、放電衝撃破壊装置１の放電カートリッジ２が衝撃圧測定器８１の凹部８１３に挿入され（すなわち、衝撃圧測定器８１の内部空間に収容され）、凹部８１３内に砂等のタンピング材８１０が充填されて突き固められる。本実施の形態では、放電カートリッジ２の破壊容器２１内の破壊用物質２２（図１参照）の量は１０ｍｌ（ミリリットル）とされる。
【００２５】
続いて、被破壊物９の破壊の際と同様に、放電カートリッジ２の一対の電極２３（図１参照）に電気エネルギーが供給され、金属細線２４（図１参照）が溶融気化およびプラズマ化する際に発生する高温高圧により、放電カートリッジ２の破壊用物質２２（図１参照）を反応させて瞬間的に蒸発気化させる。そして、破壊用物質２２の気化の際の膨張により、衝撃圧測定器８１が破壊されることなく（すなわち、衝撃圧測定器８１の第１鋼材８１１や第２鋼材８１２に亀裂等を生じさせることなく）衝撃圧測定器８１に衝撃圧が付与され、衝撃圧測定器８１の内部空間に配置された圧力センサ８１４により当該衝撃圧が測定される（ステップＳ２１）。
【００２６】
図９は、衝撃圧の発生時からの経過時間と圧力センサ８１４にて測定された圧力との関係を示す図であり、図中の実線７１１は、圧力センサ８１４により取得された圧力の時間的な変化を示す衝撃圧波形（以下、「測定衝撃圧波形７１１」という。）を示す。図９に示すように、測定衝撃圧波形７１１では、衝撃圧の発生からおよそ５０μ（マイクロ）秒後に圧力が最大値に達し、その後、緩やかに圧力が減少している。
【００２７】
ところで、図３に示す放電衝撃破壊装置１による実際の被破壊物９の破壊では、破壊用物質２２の気化により凹部９１の内壁に加えられる圧力が最大となった後は、被破壊物９に生じた亀裂等から圧力が逃げて急激に減少する。一方、火薬類を被破壊物の凹部内で爆破させて被破壊物を破壊する場合（すなわち、火薬発破が行われた場合）、凹部の内壁に加えられる圧力は、図１０に示すように、衝撃圧の発生から数μ秒にて最大値に達した後、急激に減少して衝撃圧発生から約２００μ秒後に０となることが一例として知られている。
【００２８】
破壊性状の算出では、圧力センサ８１４による測定結果である測定衝撃圧波形７１１（図９参照）、および、図１０に示す火薬発破時の衝撃圧波形に基づいて、仮に破壊用物質２２の気化による衝撃圧が当該衝撃圧により破壊される物体（すなわち、衝撃圧により亀裂が生じる物体）に付与されるとした場合における圧力の時間的な変化を示す基準衝撃圧波形が求められる（ステップＳ２２）。具体的には、図９に示す測定衝撃圧波形７１１のうち圧力が最大値に達した後の波形が、図１０に示す火薬発破時の衝撃圧波形における最大圧力到達後の波形と同様の形状となるように、より具体的には、圧力が最大値から急激に減少するとともに衝撃圧の発生から２００μ秒後に０となるように測定衝撃圧波形７１１が補正される。図１１では、補正後の衝撃圧波形である基準衝撃圧波形７２１を実線にて示し、測定衝撃圧波形７１１を破線にて示す。
【００２９】
基準衝撃圧波形７２１が求められると、放電カートリッジ２の破壊用物質２２（図１参照）を用いて図７．Ａないし図８．Ｂに示す試験体８２ａ，８２ｂを実際に破壊することにより、試験体の破壊性状の取得が行われる。本実施の形態では、それぞれ２個の試験体８２ａ，８２ｂが使用される。試験体８２ａは、略円柱状の鉄筋コンクリートであり、図７．Ａおよび図７．Ｂに示すように、試験体８２ａの上面（すなわち、図７．Ｂ中の上側の主面）には、平面視における中心線を中心として下方に伸びる凹部８２１が電動コア抜きドリル等により形成されている。試験体８２ａは、略円柱状のコンクリート本体８２２、コンクリート本体８２２の内部にて上記中心線を中心とする円周上に等間隔に配列された上下方向に伸びる８本の主筋８２３、および、８本の主筋８２３と交差するように上下方向に等間隔に配列された円周状の６本の帯筋８２４を備える。
【００３０】
本実施の形態では、試験体８２ａの上下面の直径は６００ｍｍであり、高さは６００ｍｍである。また、凹部８２１の上下方向に垂直な断面は略円形であり、凹部８２１の上面からの深さは３５０ｍｍである。主筋８２３としては長さ５００ｍｍ、Ｄ２２のＳＤ（異形棒鋼）３４５が利用され、帯筋８２４としてはＤ１０のＳＤ２９５が利用される。隣接する帯筋８２４の上下方向の間隔は１００ｍｍである。
【００３１】
試験体８２ｂは、試験体８２ａと同様の略円柱状の鉄筋コンクリートであり、図８．Ａおよび図８．Ｂに示すように、試験体８２ｂの上面には、平面視における中心線を中心として下方に伸びる凹部８２１が電動コア抜きドリル等により形成されている。試験体８２ｂは、略円柱状のコンクリート本体８２２、コンクリート本体８２２の内部にて上記中心線を中心とする２つの同心円上にそれぞれ等間隔に配列された上下方向に伸びる８本の主筋８２３、内側の８本の主筋８２３と交差するように上下方向に等間隔に配列された円周状の７本の帯筋８２４、および、外側の８本の主筋８２３と交差するように上下方向に等間隔に配列された円周状の７本の帯筋８２４を備える。
【００３２】
本実施の形態では、試験体８２ｂの上下面の直径は６００ｍｍであり、高さは８００ｍｍである。また、凹部８２１の上下方向に垂直な断面は略円形であり、凹部８２１の上面からの深さは５００ｍｍである。主筋８２３としては長さ７００ｍｍ、Ｄ２２のＳＤ３４５が利用され、帯筋８２４としてはＤ１０のＳＤ２９５が利用される。上下方向にて隣接する帯筋８２４の上下方向の間隔は１００ｍｍであり、内側の７本の帯筋８２４の上下方向の位置と外側の７本の帯筋８２４の上下方向の位置とは等しくされる。試験体８２ａ，８２ｂのコンクリート本体８２２、主筋８２３および帯筋８２４のそれぞれの材料定数を図１２に示す。
【００３３】
破壊用物質２２による破壊性状の取得では、まず、ステップＳ２１にて使用された放電カートリッジ２から破壊用物質２２の量が５ｍｌに変更された新たな放電カートリッジ２が、図７．Ａおよび図７．Ｂに示す試験体８２ａの凹部８２１に挿入され（すなわち、試験体８２ａの内部に収容され）、凹部８２１内に砂等のタンピング材８２６が充填される。続いて、被破壊物９の破壊の際と同様に、放電カートリッジ２の一対の電極２３（図１参照）に電気エネルギーが供給され、金属細線２４（図１参照）が溶融気化およびプラズマ化する際に発生する高温高圧により、放電カートリッジ２の破壊用物質２２（図１参照）を反応させて瞬間的に蒸発気化させる。そして、破壊用物質２２の気化の際の膨張による衝撃圧により試験体８２ａが破壊され、試験体８２ａの破壊性状（すなわち、亀裂の幅および分布）が取得される（ステップＳ２３）。
【００３４】
図１３．Ａは、破壊後の亀裂が生じた試験体８２ａの外観を示し、図１３．Ｂは、破壊後の試験体８２ａの上面および側面に生じた亀裂８２５の幅および分布を示す図である。図１３．Ｂでは、図示の都合上、試験体８２ａの側面を展開して描いており、側面の左右方向の中央部が、図中の上面の下側の部位に対応する。図１３．Ｂでは、幅が１．０ｍｍ未満の亀裂８２５を細線にて示し、また、主筋８２３および帯筋８２４を破線にて併せて描いている（図２０．Ｂ、図２３．Ｂおよび図２５．Ｂにおいても同様）。試験体８２ａの側面には最大幅が数ｍｍの亀裂８２５が生じており、これらの亀裂８２５は主筋８２３や帯筋８２４におよそ沿って伸びる。試験体８２ａの側面に生じた亀裂８２５は、試験体８２ａの上面および底面に到達するものが多い。また、試験体８２ａの上面にも亀裂８２５が生じている。
【００３５】
次に、図１２に示す材料定数に基づいて、試験体８２ａの各材料（コンクリート本体８２２、主筋８２３および帯筋８２４）の静的な応力−歪み特性が定義され、さらに、各材料の歪み速度依存性を考慮して試験体８２ａの構造の動的なモデル化が行われる。換言すれば、試験体８２ａの構造のモデル化では、試験体８２ａの各材料の応力−歪み特性が歪み速度依存性を有する。
【００３６】
静的なモデル化では、圧縮側は、応力の下降域を含めた簡略化した履歴モデルを用い、引張側は、軟化域に１／４モデルを踏襲している。図１４および図１５はそれぞれ、試験体８２ａのコンクリート本体８２２の圧縮強度および引張強度を示す図であり、図中の●印（ε’＝０ｓ−１）が静的な圧縮強度および引張強度を示す。このとき、数１に示す破壊エネルギーＧｆは７８．８Ｎ／ｍとなり、数２に示す引張応力が０となる時の亀裂の幅ｗは０．２ｍｍとなる。なお、数１および数２における圧縮強度ｆｃおよび引張強度ｆｔは図１２に示す値が用いられ、粗骨材の最大寸法ｄｍａｘは２０ｍｍである。また、亀裂の幅ｗを特性長さＬｃｈ（本実施の形態では、代表長さである１００ｍｍ）により除することにより歪みに変換している。
【００３７】
【数１】
【００３８】
【数２】
【００３９】
一方、動的なモデル化では、歪み速度ε’の影響は、歪み速度ε’が３０ｓ−１以下の範囲では数３および数４のように表され、歪み速度ε’が３０ｓ−１よりも大きい範囲では数５および数６のように表される。なお、数３ないし数６におけるｆｃｄおよびｆｔｄはそれぞれ動的な圧縮強度および引張強度を表し、ｆｃｓおよびｆｔｓはそれぞれ静的な圧縮強度および引張強度を表す。また、各係数α、β、γ、δは、数７ないし数１０に示す値である。
【００４０】
【数３】
【００４１】
【数４】
【００４２】
【数５】
【００４３】
【数６】
【００４４】
【数７】
【００４５】
【数８】
【００４６】
【数９】
【００４７】
【数１０】
【００４８】
数３ないし数６に示す歪み速度ε’の影響は図１６のように表され、当該歪み速度ε’の影響を考慮した動的な圧縮強度および引張強度は、図１４および図１５中において●印以外の印（ε’＝０．０１〜１００ｓ−１）にて示される。図１６の横軸は歪み速度を示し、縦軸は、静的な圧縮強度および引張強度に対する動的な圧縮強度および引張強度の割合を示す。
【００４９】
試験体８２ａのモデル化では、試験体８２ａの形状および作用荷重（すなわち、放電カートリッジ２による衝撃圧）の対称性を考慮して、図１７に示す１／４モデルが用いられ、試験体８２ａの中心線を通る切り出し面８２７の条件を面対称としている。また、試験体８２ａの底面の境界条件を剛表面への面接触としている。主筋８２３および帯筋８２４（図７．Ａおよび図７．Ｂ参照）はトラス要素としてモデル化し、コンクリート本体８２２と主筋８２３および帯筋８２４とは完全付着としている。コンクリート本体８２２には、８節点ソリッドの低減積分要素を用い、凹部８２１の要素分割は周方向に１６分割（１／４モデルでは４分割）としている。図１８．Ａおよび図１８．Ｂはそれぞれ、試験体８２ａのモデルにおける圧力作用部である凹部８２１の底部近傍の部位（図１７中に丸印を付して示す。）の縦断面図および横断面図を示し、図中の矢印は凹部８２１に作用する圧力を示す。
【００５０】
試験体８２ａのモデル化が終了すると、ステップＳ２２にて求められた基準衝撃圧波形を入力波形として、当該入力波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ａの破壊性状が数値解析により求められる。本実施の形態では、数値解析手法としてＦＥＭ（有限要素法）が用いられ、試験体８２ａの破壊終了後、十分な時間が経過したとみなせる時刻（すなわち、歪みが一定値に収束したとみなせる時刻であり、例えば、衝撃圧の発生から３０００μ秒後）における試験体８２ａの最大主歪み（引張歪み）の分布が、試験体８２ａの破壊性状として求められる。
【００５１】
続いて、数値解析により求められた破壊性状（以下、「算出破壊性状」という。）と図１３．Ｂに示す試験体８２ａの実際の破壊性状（すなわち、ステップＳ２３にて取得された破壊性状）とが比較され、算出破壊性状が実際の破壊性状に相当し、同等とみなせる場合は、入力波形が算出衝撃圧波形として取得される。一方、算出破壊性状が実際の破壊性状に相当しない場合は、基準衝撃圧波形に基づいて次の入力波形が生成される。次の入力波形は、基準衝撃圧波形の形状をおよそ維持しつつ基準衝撃圧波形の最大圧力を変更することにより（本実施の形態では、基準衝撃圧波形全体に所定の値を乗じることにより）生成される。
【００５２】
そして、次の入力波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ａの算出破壊性状が求められ、算出破壊性状と実際の破壊性状とが比較される。被破壊物９の破壊性状算出方法では、試験体８２ａの実際の破壊性状に相当する算出破壊性状が得られるまで、基準衝撃圧波形に基づいて新たな入力波形が生成されて新たな入力波形について算出破壊性状と実際の破壊性状との比較が行われ、実際の破壊性状に相当する算出破壊性状が得られた入力波形が算出衝撃圧波形として取得される。換言すれば、基準衝撃圧波形から複数の入力波形を生成し、当該複数の入力波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ａの破壊性状を数値解析により求め、実際の破壊性状に相当する破壊性状が得られる入力波形が算出衝撃圧波形として取得される（ステップＳ２４）。
【００５３】
図１９は、算出衝撃圧波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ａの算出破壊性状を示す図である。図１９では、試験体８２ａの１／４モデルを中心線とは反対側および中心線側からそれぞれ見た斜視図を示す（図２２、図２４および図２６においても同様）。図１９に示す算出破壊性状では、試験体８２ａの側面において放電カートリッジ２のおよその位置に水平方向の歪み（すなわち、亀裂に対応する歪み）が生じており、主筋８２３に沿って伸びる上下方向の歪みが生じている。また、試験体８２ａの上面において帯筋８２４に沿う多角形の歪みが生じている。これらの歪みは、図１３．Ｂに示す試験体８２ａの実際の破壊性状における亀裂８２５の分布に良く整合している。また、図１９に示す算出破壊性状からは、試験体８２ａの内部において主筋８２３に沿う亀裂が生じていることがわかる。
【００５４】
１個目の試験体８２ａについて算出衝撃圧波形が取得されると、破壊用物質２２の量が１０ｍｌである新たな放電カートリッジ２（すなわち、ステップＳ２１にて使用された放電カートリッジ２と同様の新たな放電カートリッジ２）が、２個目の試験体８２ａの凹部８２１（図７．Ａおよび図７．Ｂ参照）に挿入される。換言すれば、１個目の試験体８２ａの破壊時から破壊用物質２２の量が変更される（ステップＳ２５，Ｓ２６）。続いて、ステップＳ２３に戻り、１個目の試験体８２ａの破壊の際と同様に、凹部８２１内にタンピング材８２６が充填され、放電カートリッジ２に電気エネルギーが供給されて破壊用物質２２が蒸発気化する。そして、破壊用物質２２の気化の際の衝撃圧により、試験体８２ａが図２０．Ａに示すように破壊され、図２０．Ｂに示すように、試験体８２ａの破壊性状が取得される（ステップＳ２３）。試験体８２ａの側面には最大幅が２０ｍｍ〜３０ｍｍの亀裂８２５が生じており、これらの亀裂８２５は主筋８２３や帯筋８２４におよそ沿って伸びる。試験体８２ａの側面に生じた亀裂８２５は、破壊用物質２２の量が５ｍｌの場合と同様に、試験体８２ａの上面および底面に到達するものが多く、また、試験体８２ａの上面にも亀裂８２５が生じている。
【００５５】
２番目の試験体８２ａは、コンクリート本体８２２のうち主筋８２３および帯筋８２４よりも外側の部位が内側の部位から分離されるまで破壊されており、主筋８２３および帯筋８２４よりも外側の部位は、図２１．Ａに示すように、複数のコンクリート塊として容易に撤去可能な状態となっている。図２１．Ｂは、コンクリート本体８２２の主筋８２３および帯筋８２４よりも外側の部位が撤去された後の試験体８２ａを示す。図２１．Ｂに示す破壊後の試験体８２ａでは、主筋８２３および帯筋８２４はいずれも破断されていない。
【００５６】
次に、ステップＳ２２にて求められた基準衝撃圧波形から複数の入力波形を生成し、当該複数の入力波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ａの破壊性状を、上述の試験体８２ａのモデルを用いて数値解析により求め、実際の破壊性状に相当する破壊性状が得られる入力波形が算出衝撃圧波形として取得される（ステップＳ２４）。図２２は、算出衝撃圧波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ａの算出破壊性状を示す図であり、図２２に示す算術破壊性状における歪みの分布は、図２０．Ｂに示す試験体８２ａの実際の破壊性状における亀裂８２５の分布に良く整合している。また、図２２に示す算出破壊性状から、試験体８２ａの内部において主筋８２３に沿う亀裂が生じていることもわかる。
【００５７】
続いて、破壊用物質２２の量が１０ｍｌである新たな放電カートリッジ２が、図８．Ａおよび図８．Ｂに示す試験体８２ｂの凹部８２１に挿入される（ステップＳ２５，Ｓ２６）。そして、ステップＳ２３に戻り、試験体８２ａの破壊の際と同様に、凹部８２１内にタンピング材８２６が充填され、放電カートリッジ２に電気エネルギーが供給されて破壊用物質２２が蒸発気化する。破壊用物質２２の気化の際の衝撃圧により、試験体８２ｂは図２３．Ａに示すように破壊され、図２３．Ｂに示すように、試験体８２ｂの破壊性状が取得される（ステップＳ２３）。
【００５８】
試験体８２ｂの側面には最大幅が数ｍｍの亀裂８２５が生じており、これらの亀裂８２５は主筋８２３や帯筋８２４におよそ沿って伸びる。試験体８２ｂの側面に生じた亀裂８２５は、試験体８２ａの場合とは異なり、試験体８２ｂの上面および底面に到達するものは少なく、また、試験体８２ｂの上面には亀裂８２５は生じていない。このような試験体８２ａと試験体８２ｂとの破壊性状の差は、試験体の上下方向の長さや放電カートリッジ２の上下方向の位置に起因していると考えられる。
【００５９】
次に、試験体８２ｂの構造が試験体８２ａと同様の方法によりモデル化される。そして、ステップＳ２２にて求められた基準衝撃圧波形から複数の入力波形が生成され、当該複数の入力波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ｂの破壊性状が、試験体８２ｂのモデルを用いて数値解析により求められ、実際の破壊性状に相当する破壊性状が得られる入力波形が算出衝撃圧波形として取得される（ステップＳ２４）。図２４は、算出衝撃圧波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ｂの算出破壊性状を示す図であり、図２４に示す算術破壊性状における歪みの分布は、図２３．Ｂに示す試験体８２ｂの実際の破壊性状における亀裂８２５の分布に良く整合している。また、図２４に示す算出破壊性状から、試験体８２ｂの内部において主筋８２３に沿う亀裂が生じていることもわかる。
【００６０】
算出衝撃圧波形が取得されると、破壊用物質２２の量が１５ｍｌである新たな放電カートリッジ２が、２個目の試験体８２ｂの凹部８２１（図８．Ａおよび図８．Ｂ参照）に挿入される（ステップＳ２５，Ｓ２６）。続いて、ステップＳ２３に戻り、１個目の試験体８２ｂの破壊の際と同様に、凹部８２１内にタンピング材８２６が充填され、放電カートリッジ２に電気エネルギーが供給されて破壊用物質２２が蒸発気化する。そして、破壊用物質２２の気化の際の衝撃圧により、試験体８２ｂが図２５．Ａに示すように破壊され、図２５．Ｂに示すように、試験体８２ｂの破壊性状が取得される（ステップＳ２３）。試験体８２ｂの側面には最大幅が数ｍｍの亀裂８２５が生じており、これらの亀裂８２５は主筋８２３や帯筋８２４におよそ沿って伸びる。試験体８２ｂの側面に生じた亀裂８２５は、破壊用物質２２の量が１０ｍｌの場合と同様に、試験体８２ｂの上面および底面に到達するものは少なく、また、試験体８２ｂの上面には亀裂８２５は生じていない。
【００６１】
次に、ステップＳ２２にて求められた基準衝撃圧波形から複数の入力波形が生成され、当該複数の入力波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ｂの破壊性状が、上述の試験体８２ｂのモデルを用いて数値解析により求められ、実際の破壊性状に相当する破壊性状が得られる入力波形が算出衝撃圧波形として取得される（ステップＳ２４）。図２６は、算出衝撃圧波形の衝撃圧が加えられた場合の試験体８２ｂの算出破壊性状を示す図であり、図２６に示す算術破壊性状における歪みの分布は、図２５．Ｂに示す試験体８２ｂの実際の破壊性状における亀裂８２５の分布に良く整合している。また、図２６に示す算出破壊性状から、試験体８２ａの内部において主筋８２３に沿う亀裂が生じていることもわかる。
【００６２】
このように、準備された全ての試験体について、放電カートリッジ２の破壊用物質２２の量を変更しつつステップＳ２３，Ｓ２４が繰り返され（ステップＳ２５）、試験体の破壊に用いられた破壊用物質２２の量とステップＳ２４にて取得された算出衝撃圧波形との関係を示す破壊用物質量−衝撃圧特性が取得される（ステップＳ２７）。図２７は、破壊用物質量−衝撃圧特性の一例として、破壊用物質２２の量とこれに対応する算出衝撃圧波形の最大圧力との関係を示す図である。図２７に示すように、破壊用物質２２の量が５ｍｌ、１０ｍｌおよび１５ｍｌの場合の最大圧力はそれぞれ、１．５ｋＮ／ｍｍ２、１．８ｋＮ／ｍｍ２、および、２．０ｋＮ／ｍｍ２である。
【００６３】
ここで、試験体８２ａ，８２ｂにおける上下方向に垂直な断面における歪みについて説明する。図２８．Ａおよび図２８．Ｂはそれぞれ、試験体８２ａ，８２ｂを放電カートリッジ２が配置される位置にて上下方向に垂直に切断した断面における最大主歪みのベクトル図であり、上述の数値解析による試験体８２ａ，８２ｂの破壊性状の取得時に算出されたものである。
【００６４】
図２８．Ａに示すように、試験体８２ａの中心近傍（すなわち、凹部８２１近傍）では、径方向に垂直な方向（以下、「接線方向」という。）に大きな歪みが生じており、主筋８２３および帯筋８２４の位置（以下、「配筋位置」という。）にて歪みの方向が半径方向へと変化する。また、配筋位置から外側に離れた位置と外側縁との間の領域では、再び接線方向の歪みが卓越している。図２８．Ｂに示すように、試験体８２ｂの中心近傍（すなわち、凹部８２１近傍）では、接線方向に大きな歪みが生じており、内側の配筋位置と外側の配筋位置との間の領域では接線方向の歪みが卓越している。図２８．Ａおよび図２８．Ｂに示すように、試験体８２ａ，８２ｂでは、主筋８２３および帯筋８２４により歪みの方向が変化し、主筋８２３および帯筋８２４に沿う、または、主筋８２３および帯筋８２４から外側に向かう亀裂が生じる。
【００６５】
図２９は、図２８．Ａおよび図２８．Ｂ中において丸で囲んで示す主筋８２３と配筋位置との交差位置におけるコンクリート本体８２２および帯筋８２４の歪みの時間的変化を示す図である。図２９に示すように、試験体８２ａでは、帯筋８２４に生じた歪みは歪みの発生から約５００μ秒後に約０．３％にて静定し、コンクリート本体８２２の帯筋８２４よりも外側の部位に生じた歪みは約１５００μ秒後に約６％にて静定する。また、試験体８２ｂでは、内側および外側の帯筋８２４に生じた歪みはそれぞれ、歪みの発生から約５００μ秒後に約０．４％および約０．２％にて静定し、コンクリート本体８２２の内側の帯筋８２４と外側の帯筋８２４との間の部位に生じた歪みは約５００μ秒後に約１．０％にて静定し、コンクリート本体８２２の外側の帯筋８２４よりも外側の部位に生じた歪みは約２０００μ秒後に約６％にて静定する。
【００６６】
このように、コンクリート本体８２２の帯筋８２４と外縁との間の部位における歪みが他の部位よりも大きくなっているが、これは、試験体の中心から外縁に向かって進行する圧力波が外縁（すなわち、自由端）にて反射し、後続の圧力波と当該部位において重なって歪みが成長したことによるものと考えられる。また、図２９では、歪みの時間的変化を示す曲線の勾配が歪み速度ε’を表すことになり、コンクリート本体８２２の帯筋８２４と外縁との間の部位ではε’が数１０ｓ−１と比較的大きい値をとる。このことから、数値解析の精度を向上するためには、試験体８２ａ，８２ｂのモデル化において歪み速度依存性を考慮することが好ましいといえる。
【００６７】
破壊用物質量−衝撃圧特性の取得が終了すると、上述の試験体８２ａ，８２ｂのモデル化に準じた手法により、被破壊物９の構造のモデル化が行われる。続いて、ステップＳ２７にて取得された破壊用物質量−衝撃圧特性に基づいて、被破壊物９の破壊に使用される破壊用物質２２の量から解析用衝撃圧波形が求められる。本実施の形態では、図２７に示すグラフから、被破壊物９の破壊に使用される破壊用物質２２の量に対応する最大圧力が求められ、基準衝撃圧波形７２１（図１１参照）の最大値に対する当該最大圧力の割合を基準衝撃圧波形７２１に乗じることにより解析用衝撃圧波形が求められる。そして、解析用衝撃圧波形を用いてＦＥＭによる数値解析を行うことにより、解析用衝撃圧波形を有する衝撃圧が被破壊物９の凹部９１の内壁に加えられた場合の被破壊物９の破壊性状が、試験体８２ａ，８２ｂの破壊性状取得の場合と同様に算出される（ステップＳ２８）。
【００６８】
被破壊物９の破壊性状の算出は、被破壊物９の実際の破壊よりも前に、破壊用物質２２の量、放電カートリッジ２が挿入される凹部９１の深さや位置等を様々に変更しつつ行われ、所望の破壊性状となるように、破壊用物質２２の量や凹部の深さおよび位置等が決定される。その結果、被破壊物９の破壊作業の最適化（すなわち、安全性の向上や作業コストの低減等）が実現される。
【００６９】
本実施の形態に係る破壊性状の算出方法は、破壊性状の算出精度をより高くするという観点からは、試験体８２ａ，８２ｂおよび被破壊物９が同種の構造を有する（すなわち、単一の同じ材料、または、複数種類の材料の同様の組合せにて形成される）ことが好ましいが、当該算出方法は、必ずしも試験体８２ａ，８２ｂと同様の鉄筋コンクリート構造物である被破壊物９のみに適用されるわけではなく、試験体８２ａ，８２ｂとは異なる構造の被破壊物（例えば、コンクリートのみにより形成された構造物や岩石）にも適用可能である。この場合、被破壊物の構造をモデル化した上で、上述のステップＳ２２，Ｓ２７にて取得された基準衝撃圧波形、および、破壊用物質量−衝撃圧特性に基づいて求められた解析用衝撃圧波形を用いて数値解析を行うことにより、被破壊物の破壊性状が求められる。
【００７０】
以上に説明したように、本実施の形態に係る破壊性状の算出方法では、衝撃圧測定器８１を用いて基準衝撃圧波形を求め、試験体８２ａ，８２ｂの破壊試験と試験体８２ａ，８２ｂの破壊性状の数値解析とに基づいて算出衝撃圧波形を取得して破壊用物質量−衝撃圧特性を取得し、基準衝撃圧波形および破壊用物質量−衝撃圧特性に基づいて被破壊物９の破壊性状が算出される。これにより、基準衝撃圧波形および破壊用物質量−衝撃圧特性を一度求めた後は、被破壊物の構造に関わらず、破壊試験を行うことなく被破壊物の破壊性状を容易かつ精度良く算出することができる。
【００７１】
また、ステップＳ２１において、衝撃圧測定器８１の凹部８２１（すなわち、内部空間）に放電カートリッジ２が収容され、衝撃圧測定器８１が破壊されることなく凹部８２１に配置された圧力センサ８１４により衝撃圧が測定されることにより、図９に示す測定衝撃圧波形７１１を精度良く取得することができる。これにより、ステップＳ２２において、測定衝撃圧波形７１１に基づいて図１１に示す基準衝撃圧波形７２１を精度良く求めることができる。その結果、ステップＳ２８において、被破壊物の破壊性状をより精度良く算出することができる。
【００７２】
ステップＳ２４では、基準衝撃圧波形の形状をおよそ維持しつつ最大圧力を変更することにより、複数の入力波形を容易に生成することができる。また、ステップＳ２４では、試験体８２ａ，８２ｂの構造のモデル化が、試験体８２ａ，８２ｂに含まれる材料の応力−歪み特性が歪み速度依存性を有する状態で行われ、ステップＳ２８では、被破壊物９の構造のモデル化が、試験体８２ａ，８２ｂのモデル化と同様に、被破壊物９に含まれる材料の応力−歪み特性が歪み速度依存性を有する状態で行われる。これにより、試験体８２ａ，８２ｂおよび被破壊物９の破壊性状を取得する際の数値解析の精度を向上することができ、試験体８２ａ，８２ｂおよび被破壊物９の破壊性状をさらに精度良く算出することができる。
【００７３】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【００７４】
ステップＳ２１では、図５および図６に示す衝撃圧測定器８１とは異なる構造を有する衝撃圧測定器により衝撃圧が測定されてもよい。例えば、図３０および図３１に示す衝撃圧測定器８１ａは、厚肉の鉄管８１６、鉄管８１６の上下の開口を閉塞する鉄板８１７、鉄管８１６の内側面に貼付されるアクリル製のプレート８１８、および、平滑面であるプレート８１８の内面に貼付された圧力センサ８１４を備え、鉄管８１６の内部空間に位置する放電カートリッジ２の周囲には珪砂８１９が充填される。衝撃圧測定器８１ａでは、鉄管８１６の高さは１８０ｍｍ、外径は７６．３ｍｍ、肉厚は７．０ｍｍであり、鉄管８１６内の圧力センサ８１４により衝撃圧が測定される。
【００７５】
上記実施の形態では、ステップＳ２３において２種類の試験体８２ａ，８２ｂが用いられているが、ステップＳ２３において用いられる試験体は１種類でも３種類以上でもよい。また、試験体の形状は、数値解析を容易に行うというて観点からは円柱とされることが好ましいが、円柱以外の様々な形状（例えば、角柱）とされてもよい。実際の破壊工事では、コンクリート構造物が被破壊物とされることが多いため、ステップＳ２３にて用いられる試験体はコンクリートを含むことが好ましいが、コンクリート以外の他の材料により形成されてもよい。
【００７６】
ステップＳ２４では、数値解析手法として、ＦＥＭに代えてＤＥＭ（個別要素法）やＲＢＳＭ（剛体バネモデル）等が用いられてもよい。試験体８２ａ，８２ｂや被破壊物９のモデル化では、試験体８２ａ，８２ｂおよび被破壊物９に含まれる少なくとも１つの材料の応力−歪み特性が歪み速度依存性を有することにより、数値解析による破壊性状の取得精度が向上される。
【００７７】
上記実施の形態では、凹部９１は被破壊物９に形成された穴であるが、被破壊物９に形成された溝部が凹部９１として利用されてもよい。また、上述の放電衝撃破壊装置１は、例えば、トンネルにおける仕上げ破壊作業やコンクリート構造物の解体作業、水中における破壊作業、その他、発破作業が制限される破壊・解体作業に利用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
９ 被破壊物
２ 放電カートリッジ
２１ 破壊容器
２２ 破壊用物質
２３ 電極
２４ 金属細線
８１，８１ａ 衝撃圧測定器
８２ａ，８２ｂ 試験体
７２１ 基準衝撃圧波形
８１３ 凹部
８１４ 圧力センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被破壊物の破壊性状を算出する破壊性状算出方法であって、
ａ）金属細線を介して互いに接続された一対の電極および破壊用物質を容器内に収容した放電カートリッジを準備し、前記一対の電極に電気エネルギーを供給して前記金属細線を溶融気化させることにより前記破壊用物質を反応させ、前記破壊用物質の膨張による衝撃圧を衝撃圧測定器にて測定し、測定結果に基づいて衝撃圧の時間的な変化を示す基準衝撃圧波形を求める工程と、
ｂ）試験体の内部に、前記放電カートリッジと同様の、または、前記破壊用物質の量を変更した放電カートリッジを収容し、一対の電極に電気エネルギーを供給して前記試験体を破壊し、前記試験体の破壊性状を取得する工程と、
ｃ）前記試験体の構造をモデル化し、前記基準衝撃圧波形から複数の入力波形を生成して前記複数の入力波形の衝撃圧が加えられた場合の前記試験体の破壊性状を数値解析により求め、前記ｂ）工程にて取得された破壊性状に相当する破壊性状が得られる入力波形を算出衝撃圧波形として取得する工程と、
ｄ）前記ｂ）工程にて使用される前記破壊用物質の量を変更しつつ前記ｂ）工程および前記ｃ）工程を繰り返すことにより、前記破壊用物質の量と前記算出衝撃圧波形との関係を示す破壊用物質量−衝撃圧特性を取得する工程と、
ｅ）被破壊物の構造をモデル化し、前記破壊用物質量−衝撃圧特性に基づいて、前記被破壊物の破壊に使用される前記破壊用物質の量から解析用衝撃圧波形を求め、前記解析用衝撃圧波形を用いて数値解析を行うことにより、前記被破壊物の破壊性状を算出する工程と、
を備えることを特徴とする破壊性状算出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の破壊性状算出方法であって、
前記ａ）工程において、前記衝撃圧測定器の内部空間に前記放電カートリッジが収容され、前記衝撃圧測定器が破壊されることなく前記内部空間に配置された圧力センサにより前記衝撃圧が測定されることを特徴とする破壊性状算出方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の破壊性状算出方法であって、
前記ｃ）工程において、前記基準衝撃圧波形の形状をおよそ維持しつつ最大圧力を変更することにより、前記複数の入力波形が生成されることを特徴とする破壊性状算出方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の破壊性状算出方法であって、
前記試験体および前記被破壊物の構造のモデル化において、前記試験体および前記被破壊物に含まれる少なくとも１つの材料の応力−歪み特性が、歪み速度依存性を有することを特徴とする破壊性状算出方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の破壊性状算出方法であって、
前記破壊用物質が自己反応性を有することを特徴とする破壊性状算出方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の破壊性状算出方法であって、
前記試験体および前記被破壊物がコンクリートを含むことを特徴とする破壊性状算出方法。
【請求項１】
被破壊物の破壊性状を算出する破壊性状算出方法であって、
ａ）金属細線を介して互いに接続された一対の電極および破壊用物質を容器内に収容した放電カートリッジを準備し、前記一対の電極に電気エネルギーを供給して前記金属細線を溶融気化させることにより前記破壊用物質を反応させ、前記破壊用物質の膨張による衝撃圧を衝撃圧測定器にて測定し、測定結果に基づいて衝撃圧の時間的な変化を示す基準衝撃圧波形を求める工程と、
ｂ）試験体の内部に、前記放電カートリッジと同様の、または、前記破壊用物質の量を変更した放電カートリッジを収容し、一対の電極に電気エネルギーを供給して前記試験体を破壊し、前記試験体の破壊性状を取得する工程と、
ｃ）前記試験体の構造をモデル化し、前記基準衝撃圧波形から複数の入力波形を生成して前記複数の入力波形の衝撃圧が加えられた場合の前記試験体の破壊性状を数値解析により求め、前記ｂ）工程にて取得された破壊性状に相当する破壊性状が得られる入力波形を算出衝撃圧波形として取得する工程と、
ｄ）前記ｂ）工程にて使用される前記破壊用物質の量を変更しつつ前記ｂ）工程および前記ｃ）工程を繰り返すことにより、前記破壊用物質の量と前記算出衝撃圧波形との関係を示す破壊用物質量−衝撃圧特性を取得する工程と、
ｅ）被破壊物の構造をモデル化し、前記破壊用物質量−衝撃圧特性に基づいて、前記被破壊物の破壊に使用される前記破壊用物質の量から解析用衝撃圧波形を求め、前記解析用衝撃圧波形を用いて数値解析を行うことにより、前記被破壊物の破壊性状を算出する工程と、
を備えることを特徴とする破壊性状算出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の破壊性状算出方法であって、
前記ａ）工程において、前記衝撃圧測定器の内部空間に前記放電カートリッジが収容され、前記衝撃圧測定器が破壊されることなく前記内部空間に配置された圧力センサにより前記衝撃圧が測定されることを特徴とする破壊性状算出方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の破壊性状算出方法であって、
前記ｃ）工程において、前記基準衝撃圧波形の形状をおよそ維持しつつ最大圧力を変更することにより、前記複数の入力波形が生成されることを特徴とする破壊性状算出方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の破壊性状算出方法であって、
前記試験体および前記被破壊物の構造のモデル化において、前記試験体および前記被破壊物に含まれる少なくとも１つの材料の応力−歪み特性が、歪み速度依存性を有することを特徴とする破壊性状算出方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の破壊性状算出方法であって、
前記破壊用物質が自己反応性を有することを特徴とする破壊性状算出方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の破壊性状算出方法であって、
前記試験体および前記被破壊物がコンクリートを含むことを特徴とする破壊性状算出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７．Ａ】
【図７．Ｂ】
【図８．Ａ】
【図８．Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３．Ａ】
【図１３．Ｂ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８．Ａ】
【図１８．Ｂ】
【図１９】
【図２０．Ａ】
【図２０．Ｂ】
【図２１．Ａ】
【図２１．Ｂ】
【図２２】
【図２３．Ａ】
【図２３．Ｂ】
【図２４】
【図２５．Ａ】
【図２５．Ｂ】
【図２６】
【図２７】
【図２８．Ａ】
【図２８．Ｂ】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７．Ａ】
【図７．Ｂ】
【図８．Ａ】
【図８．Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３．Ａ】
【図１３．Ｂ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８．Ａ】
【図１８．Ｂ】
【図１９】
【図２０．Ａ】
【図２０．Ｂ】
【図２１．Ａ】
【図２１．Ｂ】
【図２２】
【図２３．Ａ】
【図２３．Ｂ】
【図２４】
【図２５．Ａ】
【図２５．Ｂ】
【図２６】
【図２７】
【図２８．Ａ】
【図２８．Ｂ】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【公開番号】特開２０１１−４７８０３（Ｐ２０１１−４７８０３Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９６６６３（Ｐ２００９−１９６６６３）
【出願日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 社団法人 日本コンクリート工学協会、コンクリート工学年次論文集 第３１巻（２００９）、第７８１〜７８６ページ、２００９年６月１５日
【出願人】（０００００５１１９）日立造船株式会社 (764)
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 社団法人 日本コンクリート工学協会、コンクリート工学年次論文集 第３１巻（２００９）、第７８１〜７８６ページ、２００９年６月１５日
【出願人】（０００００５１１９）日立造船株式会社 (764)
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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