秋山充良 1、ダン・M・フランゴポール2、松崎浩3

1.早稲田大学（東京都新宿区

2.米国ペンシルベニア州ベツレヘム、リーハイ大学

3.東京工業大学（日本、東京

構造物やインフラシステムのライフサイクル性能評価に関する広範な研究が行われているにもかかわらず、未解決の問題が数多くあり、さらなる調査が求められている。主な課題の一つは、これらの評価に関わる物理的パラメータに内在する不確実性である。これらのパラメータは大きく変動する可能性があり、多くの場合予測不可能であるため、確率論的な概念と方法論を用いて長期的な構造物の性能を予測することが不可欠である。この確率論的アプローチは、構造物が長期的にどのような挙動を示すかについて、よりロバストで信頼性の高い予測を提供する。これらの課題に効果的に対処するためには、ライフサイクル信頼性評価手法を確立し、継続的に改良していくことが極めて重要である。

 このミニシンポジウムの目的は、老朽化した構造物、特に過酷な環境にさらされた構造物のライフサイクル性能を評価するための高度な計算・実験技術に焦点を当てた最先端の研究論文を集め、議論することである。このような環境では、構造物は劣化を加速させる様々な環境的・機械的ストレス要因にさらされるため、耐用年数が短くなり、維持・補修に伴うライフサイクルコスト全体が増大する。
このミニシンポジウムでは、既存構造物の将来性能の評価と予測における最新の理論的・実践的進歩を取り上げる。また、構造物の安全性を確保し、リスクを軽減し、回復力を高めることを目的とした、構造物の維持・強化のための様々な戦略について掘り下げる。主なトピックとしては、構造物の性能に関する長期劣化モデルの開発、目視検査や構造物の健全性モニタリングのための最先端技術、信頼性アプローチに基づくライフサイクル解析などが挙げられる。さらに、検査結果を統合することで既存構造物の信頼性を更新する手法を取り上げ、ライフサイクル性能評価における機械学習技術の応用を探求する。また、老朽化した構造物に関する実験室および現場での実験を含む研究も重要な焦点となる。

ファビオ・ビオンディーニ 1、ダン・M・フランゴポール2
1.イタリア、ミラノ工科大学土木環境工学科

2.米国ペンシルベニア州ベツレヘム、リーハイ大学土木環境工学科、ATLSSセンター

構造システムは、その本質的な脆弱性により、積極的な化学的攻撃やその他の物理的損傷メカニズムによる経年劣化、疲労、劣化プロセスのリスクにさらされている。これらの現象による有害な影響は、使用荷重や偶発的な作用、自然災害や人災などの極端な事象のもとで、時間の経過とともに満足のいかない構造性能につながる可能性がある。離散的・連続的な損傷事象の複合的影響にさらされることは、構造工学の分野に大きな課題を突きつけている。従来の時間不変の構造設計基準や方法論は、不確実性の下での劣化過程、時間変動荷重、維持補修介入の影響を考慮することにより、ライフサイクル全体にわたる構造システムの適切なモデル化を考慮するよう改訂される必要がある。このようなニーズや最近の研究の進歩にもかかわらず、ライフサイクルの概念は、構造設計基準ではまだ明確に扱われていない。さらに、構造性能のレベルは、一般に構造物の安全性と信頼性を基準として規定されている。しかし、老朽化や劣化を考慮する場合、システム性能の評価には、冗長性、ロバスト性、レジリエンスなど、ライフサイクル構造資源の包括的な説明を提供することを目的とした、追加の確率的指標を考慮すべきである。IALCCE2016、IALCCE2018、IALCCE2020、IALCCE2023で開催されたイベントの成功を踏まえ、今回のIALCCE2025ミニシンポジウムの目的は、地震と環境ハザードの相互作用に重点を置き、複数のハザードの下で劣化する構造システムのライフサイクルリスク、信頼性、冗長性、頑健性、回復力を測定・評価するための原則、概念、手法、戦略を提示することである。

ファンジー・チェン 1、ユーシン・コーイ2、エステラ・オリアリ・ガルセズ 1、サチンタニ・アイーシャ・カルナラスナ1、ラッケル・サン・ニコラス1
1.アラップ、ホーソン、ヴィクトリア州、オーストラリア

2.主要道路プロジェクト ビクトリア州、メルボルン

インフラプロジェクトにおける低炭素コンクリート材料の基礎、革新、導入」をテーマとするミニ・シンポジウムは、持続可能な建設慣行における重要な進歩と応用を取り上げることを目的としている。カーボンフットプリントの削減が世界的に重要視される中、建設業界は持続可能な目標を達成するための革新的な材料や工法の採用で最前線に立っている。

本シンポジウムでは、第一線で活躍する専門家、政策立案者、技術者、業界関係者が一堂に会し、低炭素コンクリート材料の最新の研究開発について、インフラプロジェクトにおける実用化を中心に議論する。シンポジウムでは、ジオポリマーコンクリートの調査、焼成クレイコンクリートの開発、再生コンクリート骨材の応用など、さまざまなトピックを取り上げる。さらに、再生ガラス微粉の利用、超高性能コンクリートの進歩、GFRP繊維補強ポリマーバーの使用、コンクリートミックスへの再生クラムゴムの組み込みについても探求する。

本シンポジウムでは、環境への影響を低減し、コンクリート構造物の耐久性と性能を向上させる上で、これらの材料が重要であることを強調する。参加者は、建設分野における持続可能性の課題に対処するために開発されている現在の研究の方向性や革新的な方法について見識を深めることができる。

郭宏源 1、馮瑞偉 1、董用1、ダン・フランゴポール2

1.香港理工大学、九龍、香港特別行政区、中国

2.米国ペンシルバニア州ベツレヘム、リーハイ大学土木環境工学科、ATLSS工学研究センター、ファズルール・R・カーン構造工学・建築学寄付講座

環境の不確実性が高まり、都市化が急速に進む現代において、複合災害に対する社会インフラの回復力は最重要課題となっている。ハリケーン、洪水、山火事といった異常気象の頻度と強度が増していることに加え、インフラの老朽化や都市の高密度化によって、ライフサイクル全体を通じてインフラの回復力を評価し、強化するための強固な枠組みが緊急に必要であることが浮き彫りになっている。

現代のインフラシステムは相互依存関係にあるため、障害が連鎖的に発生する可能性がさらに高まり、1つの事象の影響がエネルギー、輸送、水供給などさまざまな部門にまたがる一連の混乱を引き起こす可能性がある。このようなドミノ効果は、深刻な経済損失と復旧期間の長期化につながりかねず、事前予防的なレジリエンス計画と適応的対応戦略の重要性を浮き彫りにしている。

こうした課題の複雑さを認識した上で、本特別セッションは、ライフサイクルを通じたレジリエンス評価の必要性を探り、土木インフラを強化するためのレジリエンスに基づく戦略を策定することを目的としている。貢献が期待されるテーマは以下の通りであるが、これらに限定されるものではない。

(1) 土木インフラのライフサイクル全体にわたって複数のハザードを統合する方法；

(2)複合災害下におけるライフサイクル構造信頼性解析手法

(3)複合災害下における社会インフラのライフサイクル回復力評価；

(4)複数の災害に直面する市民インフラの復興計画と緊急対応戦略。

(5)データドリブンとAIを駆使した土木インフラのライフサイクル分析手法。

このミニシンポジウムでは、研究者、実務家、政策立案者の皆様から、それぞれの見識や革新的技術についてご寄稿いただく。本シンポジウムは、複数の災害に直面した場合でも、土木インフラの持続可能性と安全性を確保するための包括的なレジリエンス戦略の理解と実践を促進することを目的としている。

レイ・ホウ 1

1.オーストラリア、メルボルン、RMIT大学

土木工学の分野では、先進的なデジタルツールの統合による変革が進んでいる。土木工学におけるライフサイクルデジタルツール」をテーマとする本ミニシンポジウムでは、土木工学プロジェクトのライフサイクル全体を通しての適用に焦点を当て、これらの技術革新がもたらす重要な課題と機会を取り上げる。これらのツールの重要性は、インフラ開発、都市計画、環境管理などの重要な用途において、効率性、正確性、持続可能性を高める可能性にある。現在の研究の方向性は、複雑な土木工学の問題を解決するためのさまざまな方法を模索している。デジタルツインは、リアルタイムでの性能モニタリングやメンテナンスのために開発されている。ビルディング・インフォメーション・モデリング（BIM）は、拡張現実（AR）や仮想現実（VR）とともに、設計や建設のプロセスに革命をもたらしつつある。人工知能（AI）とソフトコンピューティング技術は、予測分析と最適化のために採用されている。機械学習は、持続可能性のためのライフサイクルアセスメント（LCA）を強化している。センサー技術、モノのインターネット（IoT）、ビッグデータ、クラウドコンピューティングの進歩は、データ収集、接続、分析に変革をもたらしつつある。さらに、ロボットやドローンを使った技術は、検査や測量に革新的なソリューションを提供している。このミニ・シンポジウムの範囲は以下の通りであるが、これに限定されるものではない：性能モニタリングのためのデジタル・ツイン：インフラのパフォーマンスとメンテナンスの強化設計と建設のためのBIM、AR/VR：設計精度と施工効率の向上AIとソフトコンピューティング手法：予測分析と複雑な問題解決のためのソリューション。LCAにおける機械学習：持続可能な実践への影響。センサー技術とIoT：リアルタイムのデータ収集と接続性。ビッグデータとクラウドコンピューティング：エンジニアリングデータの管理と処理ロボットと航空ベースの技術：検査、測量、建設のためのソリューション。

スピーカー未定

北原勝 1、北原武2、ホン・ハオ3、ジュン・リー3、マーク・G・スチュワート4

1.東京大学（日本、東京

2.関東学院大学（日本、神奈川

3.カーティン大学（オーストラリア、パース

4. University of Newcastle, Sydney, Australia

構造ヘルスモニタリング（SHM）は、構造システムの状態評価と寿命監視を目的としており、多くの場合、システムの振動データが利用可能であることに基づいている。モデル更新はSHMの重要な技術として開発されており、数値モデルのパラメータを更新することで予測値を測定値に近づけることができる。しかし、測定とモデリングの両プロセスにおいて不確実性は避けられず、不確実性を定量化するための非決定論的アプローチが必要となる。本シンポジウムは、学界と産業界から専門家を集め、モデル更新とSHMのための不確かさ処理に関する最新の開発と、土木工学におけるそれらの実用的な応用を紹介することを目的としている。本シンポジウムでは、確率論的／区間モデル更新、オンラインモデル更新、データ駆動型SHM、ベイズアプローチなど、土木工学におけるモデル更新とSHMの実用化に関する最新の研究成果を紹介する。

Jie J Li 1, Rajeev R Roychand 1, Mohammad M Saberian 1, Shannon S Kilmartin-Lynch 2

1.オーストラリア、メルボルン、RMIT大学

2.オーストラリア、ヴィック州メルボルン、モナシュ大学土木工学科

説明

温室効果ガスの排出による気候変動は、世界的な大問題である。セメント産業は、世界の温室効果ガス排出量の約5～7％を占め、この問題に大きく貢献している。さらに、増大するインフラ需要を満たすために、セメント、コンクリート、舗装セクターが重要な天然資源を採掘し続けていることは、長期的な持続可能性の課題となっている。その結果、建設業界のカーボンフットプリントを削減し、カーボンニュートラルで持続可能なセクターへと押し上げる取り組みが熱心に進められてきた。この変革プロセスには現在、天然資源の保護や廃棄物のリサイクルが積極的に含まれており、クローズド・ループの循環型経済という世界的な目標に沿ったものとなっている。環境に優しいセメント・コンクリートを製造し、持続可能性を高め、循環型経済を支えるために、数多くの革新的技術が生まれている。さらに、舗装技術や道路地盤工学の進歩により、持続可能な工法や材料の採用が進んでいる。

このミニ・シンポジウムは、革新的な低炭素コンクリートと舗装の専門家が一堂に会し、これらの分野における最新の進歩について議論を深めることを目的としている。その目的は、持続可能な建設と舗装材料に関する理解を深めるための明確な側面に重点を置き、幅広いトピックを扱うプラットフォームを構築することである。参加者は、インフラプロジェクトにおける最新の研究と実用的な応用を探求する。

寄稿の可能性があるトピックは以下の通りだが、これらに限定されるものではない：

• セメントコンクリート中の様々な廃棄物からの炭素隔離

• ゼロセメント複合材料の開発

• 低カーボンフットプリントのセメント複合材料と舗装の開発

• セメントや骨材の代替となる様々な廃棄物のリサイクル

• セメント／コンクリート混合複合材料の物理化学的および微細構造に関する研究

• 持続可能な材料を用いた舗装ジオテクニクス

  Speakers:
  Dr. Rajeev Roychand (RMIT)
  Dr. Mohammad Saberian (RMIT)
  A/Prof. Shannon Kilmartin-Lynch (Monash University)
  Macedon Ranges Shire Council (TBD)
  Hiway Stabilizer  (TBD)
  Hanson  (TBD)
  Bild Group (TBD)

エアロン・チェン 1、秋山充良2、ファビオ・ビオンディーニ3、ヨン・ユアン1、シン・ルアン1、マ・ルジン1

1.中国・上海同済大学土木工程学院

2.早稲田大学理工学部土木環境工学科

3.イタリア・ミラノ工科大学土木環境工学科

自然災害の頻度と深刻さの増大は、世界中のインフラシステムに重大な脅威をもたらしている。このミニシンポジウムは、地震、洪水、ハリケーン、テロ攻撃など、様々な自然災害や人為的な脅威を含むインフラのマルチハザード耐性評価の重要な必要性に取り組むことを目的としている。本シンポジウムでは、第一線の研究者と実務家が一堂に会し、インフラシステムの回復力評価と強化における最新の方法論と技術について議論する。

この分野の現在の研究は、様々なハザードモデル、パフォーマンス指標、レジリエンス指標を統合した包括的な評価フレームワークの開発に重点を置いている。確率論的リスク評価、シミュレーション・モデリング、レジリエンス最適化などの手法が、マルチハザードの影響をより的確に予測・軽減するために進められている。本シンポジウムでは、これらの最先端のアプローチを取り上げ、ケーススタディや実践的な応用例を紹介する。

トゥーリオ・ビッテンコート1、ルイ・カルサダ2、ディオゴ・リベイロ 3、エルメス・カルバーリョ4、マルコス・マサオ1、ペドロ・モンテネグロ2

1.サンパウロ大学（サンパウロ

2.ポルト大学工学部、ポルト

3.ポルト高等工学研究所、ポルト

4.ミナスジェライス連邦大学（ベロオリゾンテ

近年、鉄道路線の新設や既存路線の復旧・改良に重要な投資が行われている。これらの路線の多くには、相当数の橋梁、高架橋、その他の重要なインフラストラクチャが含まれており、これらのインフラストラクチャは、ライフサイクルの間、インフラストラクチャ管理者により、運用と安全の状態を維持しなければならない。最近の科学技術の進歩は、主に点検、モニタリング、メンテナンス、リスク管理のためのインテリジェントな戦略の実施を通じて、鉄道橋の構造的状態をより効率的に評価することを可能にしている。この特別セッションは、上記の枠組みの中で、鉄道橋のスマートな状態評価に関する最新の研究、知見、成果を世界中から集めることを目的としている。理論的、実験的、計算機的な研究（またはこれらの組み合わせ）を歓迎する。期待される論文は、構造物の完全性、構造物の状態評価、デジタルツイン、モデルのキャリブレーションと検証、構造物のヘルスモニタリング、新しいセンサーと技術（写真測量、レーザースキャン、ドローン、ワイヤレス）、コンピュータービジョン技術、自動損傷特定、遠隔点検戦略、Brim（橋梁情報モデリング）、ビッグデータ、人工知能（教師あり学習と教師なし学習）、拡張現実、バーチャルリアリティ、災害リスク軽減、緊急事態管理、インテリジェント資産管理に関する様々なトピックをカバーする。

ディラン・ロバート 1、ジャヤンタ・コディカラ 2、パット・ラジーブ3

1.RMIT大学（オーストラリア、メルボルン、DEFAULT

2.オーストラリア、メルボルン、モナシュ大学土木工学科

3.オーストラリア、メルボルン、スウィンバーン大学土木工学科

概要このミニ・シンポジウムでは、陸上および海上パイプラインが直面する課題に焦点を当てながら、エネルギーや水の輸送、重要なサービスの提供においてパイプラインが果たす重要な役割について探求する。テーマには、水道、雨水、下水道、ガス、石油パイプラインの故障メカニズム、状態評価、更新戦略などが含まれる。特に、地盤条件、気候変動、スマート・センシングやデジタル・ツインなどの新技術の影響に注目する。 

目的このミニ・シンポジウムは、業界の専門家、研究者、政策立案者が一堂に会し、パイプライン工学と資産管理における最新の進歩と戦略について議論することを目的としている。故障予測、腐食保護、気候変動の影響といった重要な問題を取り上げることで、パイプライン・インフラの安全性、効率性、持続可能性の向上を目指す。参加者は、知識を共有し、アイデアを交換し、パイプライン業界が直面する課題に対する実践的な解決策を共同で開発する機会を得ることができる。

主なトピック

(a) 水パイプライン

• 埋設水道管路の破損メカニズムと破損のホットスポット

• 埋設パイプラインの近接・侵入的状態評価

• 故障予知と予防

• トレンチレス・ライニングを含む、劣化した水道管路の更新戦略

• 新しいパイプラインの設計

(c) Stormwater and sewer pipelines

• コンディション評価

• 故障予知と予防

• リニューアル

(b) Gas and petroleum pipelines

• 問題のある地盤の影響を受ける重要なパイプライン（反応土、断層、地盤沈下など

• レティキュレーション・パイプライン

• カソードおよび腐食保護

(c) Offshore pipelines

• 海上パイプラインの動揺座屈

• 水中危険に対して脆弱なパイプライン

• 海上パイプラインの底面安定性

(d) Other 

• パイプライン・エンジニアリングとアセット・マネジメントを通じてネット・ゼロ構想に貢献

• パイプラインによる水素輸送

• 腐食防止と環境フットプリント削減のためのエンジニアリング埋め戻し

• パイプライン用スマート・センシング

• 埋設パイプラインへの気候変動の影響

• 埋設パイプラインのデジタルツイン開発

アルフレッド・A・ストラウス 1、ダン・M・フランゴポール2

1.オーストリア、ウィーン、BOKU大学

2.リーハイ大学（ベツレヘム

土木技術者は、厳しい予算と運用上の制約の下で、老朽化したインフラを管理するという課題に直面している。資産管理に利用できる限られた資源を最適に配分するためには、新設および既存の構造物の適格な評価が不可欠である。構造物の状態に関する深い知識は、計画された技術的耐用年数の範囲内で構造物の安全な使用と運用を保証するために、あるいは構造物の技術的耐用年数を延長するために取り得る措置を決定するために必要な基礎となる。構造ヘルスモニタリング（SHM）の技術開発には著しい進歩が見られるが、そのような技術は現在のところ、既存の構造物の評価に限定的に統合されているに過ぎない。

このミニシンポジウム（MS）では、老朽化したインフラの管理における意思決定の問題を取り上げる。このような意思決定は、関連するすべての不確実性を考慮し、SHM技術によってもたらされる構造物の状態に関する深い知識の可能性を活用する必要がある。特にこのMSでは、(1)モニタリング情報を考慮した意思決定ツールによって既存の構造物を評価できるフレームワークの開発、(2)構造物の耐用年数にわたるモニタリングの価値の決定と最適化に焦点を当てる。

Guowen Yao 1, 2, Yang Tang 1, 2, Xuanbo He 1, 2, Liuyang Ma 1, 2, Guiping Zeng 1, 2

1. School of Civil Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing, China

2. State Key Laboratory of Mountain Bridge and Tunnel Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing, China

In order to alleviate the corrosion problem of bridge cable wires, based on the mechanism of impressed current cathodic protection (ICCP) of the three-electrode system, the ICCP corrosion test of galvanized steel wire was carried out by applying load at the end of the steel wire using a constant load device to study the protection effect of different protection potentials on steel wire under different constant load levels. According to the steel wire corrosion process macro and microscopic damage patterns, corrosion rate, open circuit potential, the constitutive relationship and other mechanical property indexes, to explore the ICCP protection voltage threshold and bridge cable wires ICCP mechanism. The study shows that: ICCP can effectively delay the corrosion rate of steel wire, and effectively enhance the ductility of steel wire, the corrosion effect of steel wire within the threshold is positively correlated with the output of the protection potential; when the protection potential is less than -1.3V, the steel wire brittle fracture indicator is obvious, and the steel wire may be overprotection of precipitation of hydrogen reaction and affect its mechanical properties; with the development of the corrosion process, the steel wire surface zinc plating depletion, the role of ICCP gradually sufficient, and thus produce a stable corrosion protection effect on the iron substrate.

ゾラ・ヴルチェリ 1、マリンドゥ・サンダナヤケ 1、アチニ・ペイリス2、ローニャ・クラウス3、ヤンニ・ブーラス1、レ・リー1、エハサン・ヤグホビ1、ロバート・ヘイ4、ワサンタ・パレウェラ・リヤナゲ1

1.ビクトリア大学（オーストラリア、ビクトリア州フットスクレー・パーク

2.デジタルイネーブルメント、AURECON、メルボルン、ビクトリア州、オーストラリア

3.サステナビリティ、イースタン・フリーウェイ・バーク・トゥ・トラム・アライアンス（EBTA）、メルボウ、ヴィクトリア州、オーストラリア

4.オーストラリア、メルボルン、RMIT

本シンポジウムは、建設・インフラストラクチャー分野における持続可能な開発の必要性を取り上げるものである。環境に優しくカーボンニュートラルなインフラに対する世界的な要求が高まる中、本シンポジウムでは、こうした持続可能性の目標を効果的に達成することを目的とした革新的な研究や産業応用に焦点を当てる。

本シンポジウムには、インフラ・プロジェクトにおける持続可能な技術の開発・導入の最前線に立つ学者や業界の専門家が一堂に会する。環境製品宣言（EPD）のためのライフサイクルアセスメント（LCA）の活用、材料選択のためのデジタル技術の統合、材料特性の予測における機械学習の応用など、幅広いトピックを取り上げる。これらの分野は、インフラプロジェクトの持続可能性を高めるだけでなく、業界が直面する重要な環境問題への解決策を提供する最先端の研究の方向性を示している。

さらにシンポジウムでは、リサイクル段ボールや繊維のような廃棄物をコンクリートに利用する革新的な研究を取り上げ、廃棄物を価値ある建設資材に変える可能性を探る。これは廃棄物管理の問題に取り組むだけでなく、建設実務における循環型経済にも貢献する。

このミニ・シンポジウムは、理論的な進歩と実用的な応用の両方を網羅し、研究者、実務家、政策立案者にとって重要なプラットフォームとなる。このミニ・シンポジウムの目的は、研究と実際の応用のギャップを埋める議論を促進し、協力的な取り組みを強調し、新しい技術と方法論を主流の建設実務に統合することを奨励することである。

このイベントは、持続可能なインフラの分野で直接働く人々や、持続可能な原則をより広い文脈に適用しようとする関連分野に携わる人々にとって不可欠な場となり、アイデアと専門知識の集結となることを約束する。

顧湘林 1、劉桓宏 2、楊尚通3、4

1.同済大学（中国・上海

2.北京科学技術大学（中国・北京

3.中国鉱業技術大学（中国江蘇省徐州市

4.英国グラスゴー、ストラスクライド大学

土木構造物は、その全寿命期間中、長期にわたる環境劣化にさらされ、その性能を犠牲にしたり、あるいは早期破壊を引き起こしたりすることがある。伝統的な土木構造物やインフラストラクチャーの全寿命性能に関する研究は、これまでにも十分に行われてきた。しかし、低炭素社会への移行を背景に、最近、新しい構造形式や材料が開発され、大きな研究関心を集めている。例えば、大きな内圧、温度サイクル、構造的完全性などを維持するために新しいライニング複合構造や材料を利用した地下再生可能エネルギー貯蔵構造などが挙げられる。一方、ビッグデータと機械学習は、工学構造物の性能評価と予測を活用する上で大きな可能性を示していることは明らかである。工学材料と構造物の全寿命性能におけるビッグデータの分析と機械学習アルゴリズムの開発における新たな手法が重要になるだろう。

このミニシンポジウムでは、工学材料・構造の性能進化・向上に関する世界的な専門知識と関心を一堂に集めることを目的としています。特に、低炭素材料や工学応用を見据えた新たな環境劣化メカニズムの発見、ビッグデータや機械学習を活用した新たな解析手法、長寿命化のための新たな性能向上手段・技術などの研究を取り込みたいと考えています。

寄稿の可能性があるトピックは以下の通りだが、これらに限定されるものではない：

• 低炭素建材の劣化メカニズム

• 低炭素工学構造物の性能劣化

• 地下エネルギー貯蔵構造、例えば洞窟水素貯蔵、立坑熱エネルギー貯蔵などの新興分野における性能評価。

• 全寿命予測のための高度な手法

• リスク分析、信頼性、確率過程モデリング

• 構造物の性能評価におけるビッグデータと機械学習

• 構造物の長寿命化のための新しい材料と技術

Xuan-i Zhang 1、Chao-Huang Cai 1、Yan-Gang Zhao 1、Zhao-Hui Lu 1

1.北京理工大学（中国・北京

説明

構造システムの長期的な安全性と信頼性を確保することは、世界規模での重要な研究課題である。構造システムは、そのライフサイクル全体を通して、劣化や危険な荷重に対して脆弱であり、その両方が、時間に依存したり空間に依存したりする重大な不確実性をもたらす。これらの要因が組み合わさることで、時間-空間依存のさまざまな故障モードが生じる。したがって、構造システムのサービス性能を総合的に評価するためには、信頼性の高い解析手法を採用することが不可欠である。

このミニシンポジウムは、構造信頼性分野の専門家が一堂に会し、この分野の最新動向を探ることを目的としている。その目的は、構造信頼性の理解を形成するユニークな特徴に焦点を当てながら、多様なトピックを網羅するフォーラムを創設することである。

寄稿の可能性があるトピックは以下の通りだが、これらに限定されるものではない：

• 構造の信頼性とリスク評価

• 時変信頼性解析手法

• 動的信頼性解析手法

• 構造信頼性のための高度な確率モデル

• 信頼性に基づくメンテナンス戦略

• 信頼性に基づく設計と最適化の方法論

xiaoping zhong 1, xinyao huang 1

1. Yangzhou University, Yangzhou, JIANGSU, China

 In chloride corrosion environment, steel bar corrosion is one of the main reasons for the degradation of concrete structure durability. In order to improve the long-term performance of concrete structures and extend the service life of concrete structures, the mechanical properties and long-term corrosion behavior of new stainless steel clad rebar were studied using uniaxial tension and electrochemical test methods. The results show that the stainless steel clad rebar combines the excellent properties of stainless steel and carbon steel. The yield strength is improved to varying degrees compared with HRB400E carbon steel bars and solid stainless steel bars. The ductility is smaller than that of solid stainless steel but close to that of HRB400 steel bars. The elastic modulus is slightly lower than that of HRB400E steel bars. Under the action of chloride salt corrosion, stainless steel clad rebar is mainly pitted, and the corrosion products contain more α-FeOOH which makes the rust layer denser than that of HRB400E steel bars. Solid stainless steel bars have the best corrosion resistance, HRB400E has the worst corrosion resistance. And the corrosion resistance of stainless steel clad rebars is between solid stainless steel bars and HRB400E. The yield strength, ultimate strength and elongation after fracture of the corroded stainless steel clad rebars all decrease to varying degrees with the increase of the corrosion rate. Based on experimental research and theoretical analysis, the stress-strain constitutive model of stainless steel clad rebars and the relationship between the strength and elongation after fracture of stainless steel clad rebars after corrosion and the corrosion rate were established.

金 偉良 1

1.中国浙江省杭州市、浙江大学土木工学科

本論文は、複雑な環境条件と様々な荷重効果の下で、コンクリート構造物のライフサイクル全体を通して、長期的な性能低下と最適な管理を探求することを目的としている。土木構造、材料、電気化学、音響学、磁気学などの学際的な知識を活用し、複数の作業条件下におけるコンクリート材料および部材の時変損傷構成モデルを確立した。また、複雑な腐食、疲労、クリープ効果下でのコンクリートおよび鋼材の時間変化損傷を解析するシステムを開発した。損傷指標に基づくコンクリート部材性能の極限状態方程式を作成し、錆び膨張ひび割れ幅、たわみ、鋼材疲労破壊に基づいて構造物の長期信頼性と変動感度を解明した。また、単一要因および複数要因の影響下における部材の通常耐用年数の解析手法およびコンクリート構造物の疲労寿命予測手法を確立した。本論文の成果は、鉄筋コンクリート構造物の長期性能に関する理解を深め、構造物の安全性、信頼性、経済的な継続運転を確保するための理論的裏付けと実用的方法を提供するものであり、重要な理論的・実用的応用価値を有するものである。

本論文の内容は以下の通りである：(1)コンクリート構造物の長期性能の複合モデルとその効果,(2)コンクリート構造物の長期性能の損傷指標と解析モデル,(3)コンクリート構造物の長期性能の限界状態と寿命予測.

本論文の結論は、(1)コンクリートの非線形クリープ機構をマクロ、メゾ、ミクロのスケールで明らかにした。(2)腐食、疲労、クリープ下のコンクリートおよび鋼材の時変クリープ損傷構成モデル、時変損傷解析システムを確立した。(3)損傷指標に基づいてコンクリート部材の性能限界状態方程式を再構築した。 

Chunhua Lu 1, Hui Li 1, Siqi Yuan 1

1. Jiangsu University, Jingkou District, JIANGSU PROVINCE, China

To investigate the effect of repeated loads on the flexural load carrying capacity of marine concrete beams suffering from chloride attack, a total of 10 marine concrete beams and 36 concrete cubes were designed for flexural performance test and compressive strength test, respectively. Three damage mechanisms, including repeated loads with a stress level of 0.4, chloride solution dry-wet cycles and coupling action of repeated loading history and chloride solution dry-wet cycles, were applied for concrete beams and cubes. Test results show that the effect of repeated loads on the degradation of compressive strength of concrete is significantly higher than that on the flexural properties of concrete beams, and the corresponding degradation ratio between them is maintained at about 1.5. The effect of chloride solution dry-wet cycles on concrete compressive strength is 1.8 times higher than that on the flexural load capacity of test beams. Combined with the test data proposed in this paper and some existing studies, the coupling impacts of repeated loading and compressive strength loss on the flexural load bearing capacity of marine concrete beams are discussed by comparing with the formula calculations based on Chinese, American and European concrete codes. The analysis shows that the compressive strength loss rate can effectively reflect the degradation of flexural load bearing capacity of marine concrete beams and that there is an exponential relationship between them.

Pinghua Zhu 1, Xintong Chen 1

1. Changzhou university, Changzhou, China

With the concrete buildings reaching the service life. It is an inevitable trend to reuse waste concrete with high efficiency, environmental protection, and low cost. The requirements for recycled aggregate concrete (RAC) are more stringent in continuous harsh environments such as freezing and thawing. Based on the actual requirements of areas severely damaged by freezing and thawing. The strength index (compressive strength and splitting tensile strength) and frost resistance index (mass loss rate and relative dynamic elastic modulus) of RAC with different strength grades (C40, C50, and C60) in the freeze-thaw environment were studied, and the performance index (apparent density, water absorption, crushing value, aggregate output rate, and adhesive mortar content) of the second-generation recycled coarse aggregate (2nd-RCA) were explored. SEM observed the microscopic mechanism of 2nd-RCAs. It was found that the compressive strength of three groups of RACs can be higher than the design value, and C50 was the largest higher than the design value, reaching 8.2%. When the number of freeze-thaw cycles reached 400, the mass loss rate of C60 was the smallest, only 1.12%. With the increase of freeze-thaw cycles, the relative dynamic elastic modulus (RDEM) of RAC with three different strengths decreased, and the RDEM of C60 was the lowest before 100 freeze-thaw cycles. After 350 times, the RDEM of C60 was the highest. According to the performance test of 2nd-RCAs produced by C40, C50, and C60, it is concluded that all three groups of 2nd-RCAs can meet the grade III coarse aggregate standard. The aggregate yield of C50 is up to 84%. This shows that RAC can be recycled in a freeze-thaw environment. Using C40 and C50 in an environment with few freeze-thaw cycles is reasonable. When the freeze-thaw cycles are too much, it is suggested to choose C60 to meet the frost resistance requirements.

イーサン・ヤグホウビ 1

1.ビクトリア大学（オーストラリア、ビクトリア州フッツクレイ

このプレゼンテーションでは、ビクトリア大学の3つの応用研究プロジェクトを紹介し、グリーンインフラと輸送地盤工学の分野における持続可能な実践に焦点を当てる。これらの研究は、実験的研究と実地試験およびモニタリングによる本格的な試験の両方を通じて、舗装および地盤構造の建設における再生骨材の利用を拡大することを目的としている。最初の2つのプロジェクトでは、交通可能な場所とそうでない場所の両方で、深さ1.5mを超える深い溝の埋め戻し用の再生材料の持続可能な混合物を調査する。深いトレンチ（1.5m以上）は安全上のリスクがあり、エンジニアが立ち入り、適切な品質管理を確保することができず、地表沈下の問題につながる可能性がある。これらのプロジェクトでは、専門的な地盤・舗装試験や、実際の建設・使用条件を模倣するように設計された革新的な試験が行われた。リサイクル材混合物は、本格的な試験場で使用される前に環境試験も実施され、約1年半にわたってモニターされた。第3のプロジェクトは、特殊なアスファルト試験を含む広範な実験プログラムを通じて、再生骨材を使用したアスファルト混合物設計の最適化に焦点を当てた。最適化されたアスファルト混合物は、オーストラリアのメルボルンで60メートルの道路を舗装するために使用された。この道路区間は、長期的な性能を評価するために2年半以上にわたってモニターされている。全体として、これらのプロジェクトは、リサイクル材料の使用を促進することで、交通地盤工学の理論を実用的な応用につなげ、持続可能な建設手法を支援することを目的としている。

Jianghong Mao1, Kun Fang1

1. Sichuan University, Sichuan / Chengdu / Wuhou District, SICHUAN PROVINCE, China

Concrete porosity, pore distribution and morphology are important characteristics of concrete pore characteristics, which have a significant impact on the macroscopic mechanical properties and durability of concrete. This study explores a method of instantaneously reducing the curing air pressure after mixing concrete to change the pore characteristics and avoid introducing variables other than voids. In this study, we observed the rising behavior of air bubbles of different sizes in low-pressure intervention cement slurries. Through the modified drag equation, the air pressure-bubble interaction is determined and expressed by the interaction coefficient Ki. Combining bubble motion theory and experimental evidence, a bubble distribution probability model based on rheological characteristics and air pressure was initially proposed. In addition, the effects of void characteristics on mechanical and durability properties were systematically studied through short-term low-pressure intervention.

Piyal Wasantha Pallewela Liyanage 1 , Sejani Mediliye Gedara 1

1. Victoria University, Melbourne, Victoria, Australia

Waffle raft foundations are popular in Australia for residential structures. These on-ground footing systems feature integrated void spaces, forming a network of internal and edge beams. Typically, expanded polystyrene (EPS) boxes, known as waffle pods, are used as void formers and serve as the formwork for the beams. EPS is a preferred choice due to its cost-effectiveness, lightweight nature, and ease of handling. However, growing environmental concerns regarding the use of EPS in residential foundations have led to the adoption of waffle pods made from more sustainable materials, such as recycled plastic (RP). Despite the increasing popularity of RP waffle pods, the environmental impacts of replacing the EPS with RP have not been comprehensively quantified. Therefore, this study performed a detailed life cycle assessment (LCA) of waffle raft foundations constructed using both EPS and RP pods, considering a cradle-to-cradle system boundary. Various factors were analyzed, including different types of superstructures, site classes, foundation areas, and locations across Australia. Embodied energy and greenhouse gas emissions were used as key attributes of the LCA. Established databases were refered to obtain typical quantities for these attributes. The results indicated areas where the use of EPS and RP can be optimized to minimize embodied energy and greenhouse gas emissions. It should be noted that the analysis used quantities for virgin plastics due to the absence of data for recycled plastics. Overall, this study underscores the importance of comprehensive environmental assessments in guiding the choice of materials for sustainable construction practices.

Le Li 1 , Yanni Bouras 1

1. College of Sport, Health and Engineering, Victoria University, Footscray, VIC, Australia

Chloride-induced corrosion is a major factor affecting the durability of reinforced concrete structures, especially those exposed to the marine environment. The concrete's chloride resistance can be improved by partially replacing the cement with silica fume. Thus, silica fume concrete has been widely used to construct coastal structures. To develop a maintenance plan for these coastal structures, the corrosion initiation time of reinforcement silica fume concrete in these coastal structures must be predicted. Also, it is vital to consider the spatial variation of concrete mix design (such as water-to-blinder ratio and silica fume content) and use time-dependent reliability theory for the corrosion initiation time prediction so that the uncertainties in chloride diffusion spatially across concrete and over time can be considered. However, limited studies consider these uncertainties. Therefore, this paper developed a platform that combines the time-dependent reliability analysis and random field theory for corrosion initiation prediction of reinforcement in silica fume concrete coastal structures subjected to chloride attack. The platform simulates the water-to-blinder ratio and silica fume content in concrete coastal structures using random field theory and critical water-to-blinder ratio and silica fume content are selected from the generated random field  Then, various chloride diffusion models are used, in which the chloride concentration at the reinforcement locations over time is modelled as a function of concrete mix design and the silica fume content. Then, time-dependent reliability theory is used to predict the probability of chloride concentration at reinforcement being larger than a threshold value, from which the corrosion initiation time of reinforcement can be predicted.

By applying developed platform to concrete coastal structure, we demonstrate its potential to improve maintenance planning. The working example reveals that neglecting spatial variation of water-to-blinder ratio and silica fume content can lead to underestimating the initiation probability of reinforcement in concrete coastal structures. 

Yanni Bouras 1 , Le Li 1

1. College of Sport, Health and Engineering, Institute of Sustainable Industries and Liveable Cities, Victoria University, Footscray, VIC, Australia

Thermal conductivity is an important material property that significantly influences the energy efficiency of buildings. Cement-based materials, such as mortar and concrete, are valued for their strong insulation properties due to their low thermal conductivity. Supplementary cementitious materials (SCMs) including fly ash and blast furnace slag are being increasingly incorporated into mortar and concrete mixes as part of efforts to reduce the embodied carbon of ordinary Portland cement. Substitution of Ordinary Portland Cement (OPC) with SCMs does however influence the physical, mechanical and durability properties of mortars and concretes. Thermal performance is also impacted by the volume and type of SCM incorporated into the mix design. Hence, careful consideration is required when assessing the thermal performance of low-carbon cement materials, particularly when incorporated into the building fabric.

This paper employs supervised machine-learning algorithms to develop models capable of accurately predicting thermal conductivity of mortar and concrete materials containing high-volumes of fly ash, blast furnace slag and silica fume. Artificial neural networks, decision-tree regression, random forest generation and Gaussian process regression were all considered. The machine-learning models were trained using a large database of over 200 points compiled from experimental results reported in the open literature. The selected input parameters included the mix design variables and the specimen curing conditions. 70% of the dataset was utilised for model training with the remaining 30% employed for model verification. The accuracy of different supervised machine-learning algorithms were compared and discussed. The results demonstrate that machine-learning models can accurately predict thermal conductivity of mortar and concrete materials. Furthermore, a Shapley additive explanation (SHaP) analysis was conducted that analysed the importance of each input variable on prediction of thermal conductivity.

Zhilu Lai 1 , Costas Papadimitriou 2 , Edwin Reynders 3 , Eleni Chatzi 4

1. The Hong Kong University of Science and Technology (HKUST), Guangzhou, China

2. University of Thessaly, Thessaly, Greece

3. KU Leuven, Leuven, Belgium

4. Department of Civil, Environmental and Geomatic Engineering, ETH Zurich, Zurich, ZH, Switzerland

振動に基づく構造物のヘルスモニタリングと損傷同定の主な目的は、振動シグネチャによって構造物の状態を評価することである。大規模な土木構造物の場合、大規模な構造物を強制的に加振することが困難なため、応答（出力のみ）データを利用するのが一般的です。構造物の状態に関する間接的な観測データであることが多いこのようなデータを、解釈可能な状態/性能指標に変換するために、通常、純粋なデータ駆動型（ブラックボックス）、物理ベース、またはハイブリッド（グレー）モデルを使用してモデル推論が試みられます。

このミニシンポジウムでは、ブラックボックスモデルやグレーモデル、物理ベースモデルを用いた、振動に基づく構造物のヘルスモニタリング、損傷同定、余寿命推定に関する新規の研究発表を歓迎する。関連するトピックとしては、線形および非線形システムの同定、バーチャルセンシング、パラメータ、状態、入力の推定、モデルの発見と更新、最適な実験設計、さらに新しいセンシング技術の探求などがあります。特に、実世界のアプリケーションやオープンデータセットに関する投稿を歓迎する。