X 線CT の空間統計処理に基づく損傷コンクリートの特性評価

背景と目的：

農業水利施設のコンクリート構造は、特に薄い部材と広い表面積を持つ農業用水路において、ひび割れや損傷が発展しやすい。既存の研究では、コンクリートの内部損傷を可視化・定量評価するためのX線技術の適用が進められている。本論文では、農業用水路から採取したコンクリート・コアを対象に、X線CT計測とAcoustic Emission（AE）法を組み合わせて、CT値の分布特性と力学的特性の関係を考察することを目的としている。

主要な発見：

コンクリート・コアの力学特性に関する結果では、ひび割れ損傷が顕在化したサンプル（TypeA、TypeB）は、損傷がないサンプル（TypeC）に比べて圧縮強度が著しく低下していることが分かった。また、CT値の分布特性に基づき、ひび割れ損傷が顕著なサンプルは他のサンプルと比較してCT値のばらつきが大きいことが確認された。さらに、損傷度評価指標（λおよびβ）とCT値との関係において、損傷度の増加とともにCT値が低下する傾向が見られた。

方法論：

本研究では、農業水利施設から採取されたコンクリート・コア30本を対象に、X線CT計測と圧縮強度試験を実施。圧縮強度試験にはAE計測を導入し、微小ひび割れの発生過程を捉えた。CT値はX線CT法により抽出し、CT値の分布特性を推計統計量から評価した。供試体はひび割れ損傷の進行状況に応じてTypeA、TypeB、TypeCの3種類に分類し、各タイプの力学特性とCT値の関係を比較した。

結論と意義：

本研究により、ひび割れ損傷が顕在化したコンクリート・コアでは圧縮強度が顕著に低下することが確認された。また、X線CT計測により得られたCT値の分布特性から、損傷度の増加に伴ってCT値が低下することが明らかになった。これらの結果は、コンクリートの損傷評価において、非破壊試験としてのX線CT法と圧縮強度試験の組み合わせが有効であることを示している。

今後の展望：

本研究の結果を基に、X線CT計測とAE技術を用いたコンクリート損傷の評価手法をさらに発展させることが期待される。特に、実際の農業水利施設における現場適用性を検討し、より精度の高い損傷評価システムの開発が望まれる。また、異なる環境条件下でのコンクリート損傷の挙動や、他の非破壊試験技術との組み合わせによる総合的評価手法の確立も今後の課題とされる。